已整理版___水的电离和溶液的PH___知识点___例题

1/11水的电离和溶液的pH1．复习重点1．通过对水的电离、离子积、pH定义等重要知识和方法迁移应用的练习，提高认知能力；2．灵活解答水的电离平衡的相关问题；3．掌握混合溶液pH计算的方法，并能运用数学工具解决一些有关pH计算的综合问题2．难点聚焦一、水的电离及离子积常数⑴水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离：H2O+H2OH3O++OH－简写为H2OH++OH－（正反应为吸热反应）其电离平衡常数：Ka=O][H]][OH[H2-⑵水的离子积常数：Kw=[H+][OH-]250C时Kw=1.0×10-14mol2·L-2水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大。如1000C时Kw=1.0×10-12mol2·L-2.⑶无论是纯水还是酸、碱,盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw。二、影响水的电离平衡的因素⑴酸和碱：酸或碱的加入都会电离出H+或OH-,均使水的电离逆向移动,从而抑制水的电离。⑵温度：由于水的电离吸热，若升高温度，将促进水的电离，[H+]与[OH-]同时同等程度的增加，pH变小，但[H+]与[OH-]始终相等，故仍呈中性。⑶能水解的盐：不管水解后溶液呈什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大。⑷其它因素：如向水中加入活泼金属，由于活泼金属与水电离出来的H+直接作用，使[H+]减少，因而促进了水的电离平衡正向移动。三、溶液的酸碱性及pH的值溶液的酸碱性，取决于溶液中[H+]、[OH—]的相对大小：pH值的大小取决于溶液中的[H+]大小pH=－lg[H+]，溶液酸碱性[H+]与[OH—]关系任意温度室温（mol/L）pH值（室温）酸性[H+]＞[OH—][H+]＞1×10—7＜7中性[H+]=[OH—][H+]=[OH—]=1×10—7=7碱性[H+]＜[OH—][H+]＞1×与10—7＞72/11（1）酸性越强，pH值越小，碱性越强，pH值越大，pH值减小一个单位，[H+]就增大到原来的10倍，pH值减小n个单位，[H+]的增大到原来的10n倍.（2）任意水溶液中[H+]≠0，当pH=0时[H+]=1mol/L，一般[H+]＞1mol/L时，pH＜0，故直接用[H+]表示.（3）判断溶液呈中性的依据为：[H0]=[OH—]或pH=pOH=21pKw只有当室温时，Kw=1×10—14[H+]=[OH—]=10—7mol/L溶液呈中性pH=pOH=21pKw=7（4）溶液pH的测定方法：①酸碱指示剂---只能判定pH范围②pH试纸---也只能确定在某个值左右（对照标准比色卡），无法精确到小数点后1倍。另外使用时不能预先润湿试纸。否则相当于又稀释了待测液，测定结果误差大。③pH计---测定较精确.四、pHpH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用pH来表示。pH的应用范围在0-14之间。溶液PH计算的整体思路是：根据PH的定义PH=－lgc(H+)，溶液PH计算的核心是确定溶液中的c(H+)相对大小。（一）单一溶液的PH的计算若该溶液是酸性溶液，必先确定c(H+)，再进行PH的计算。若该溶液是碱性溶液，必先确定c(OH-)，可根据c(H+)·c(OH-)=Kw换算成c(H+)，再求pH。例1、求室温下1.0×10-3mol/L的Ba(OH)2溶液的pH。解析：由题意c(OH-)=2.0×10-3mol/L，c(H+)·c(OH-)=Kw，c(H+)=Kw/c(OH-)=5.0×10-12mol/L，pH=－lgc(H+)=－lg5.0×10-12=11.3。（二）溶液混合后的PH的计算两种溶液混合后，首先应考虑是否发生化学变化，其次考虑溶液总体积变化，一般来说溶液的体积没有加和性，但稀溶液混合时，常不考虑混合后溶液的体积的变化，而取其体积之和（除非有特殊说明）。1、两强酸混合后的pH的计算先求混合后的c(H+)混，再直接求PH。即：c(H+)混=[c(H+)1×V1+c(H+)2×V2]/（V1+V2）。例2、pH=4的盐酸和pH=2的盐酸等体积混合后，溶液的PH最接近于（）A．2.0B.2.3C.3.5D.3.73/11解析：由题意PH=4的盐酸，c(H+)1=1.0×10-4mol/L；PH=2的盐酸，c(H+)2=1.0×10-2mol/L。c(H+)混=（1.0×10-4mol/L×V+1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，PH=2.3。故应选B。2、两强碱混合后的pH的计算先求混合后的c(OH-)混，再间接求pH。即：c(OH-)混=[c(OH-)1×V1+c(OH-)2×V2]/（V1+V2）。知识拓展——0.3规则（近似规则）若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其PH相差2个或2个以上时，混合液的PH有如下近似规律：两强酸等体积混合时，混合液的PH=PH小+0.3；两强碱等体积混合时，混合液的PH=PH大－0.3。如上述例2若用0.3规则，就很方便，混合液的PH=PH小+0.3=2+0.3=2.3。3、强酸与强碱溶液混合后的PH的计算根据n(H+)与n(OH-)的相对大小先判断酸、碱的过量情况。⑴强酸与强碱恰好完全反应，溶液呈中性，PH=7。⑵若酸过量，溶液呈酸性，n(H+)＞n(OH-)，c(H+)混=[n(H+)－n(OH-)]/V总。⑶若碱过量，溶液呈碱性，n(OH-)＞n(H+)，c(OH-)混=[n(OH-)－n(H+)]/V总，再求出c(H+)混。例3、60ml0.5mol/LNaOH溶液和40ml0.4mol/L硫酸混合后，溶液的PH最接近于（）A.0.5B.1.7C.2D.13.2解析：由题意知，酸碱中和反应后，酸过量，c(H+)混=[n(H+)－n(OH-)]/V总=（0.032mol－0.03mol）/0.1L=0.02mol/L，PH=1.7，故应选B。4、若未标明酸碱的强弱，混合后溶液PH不定，应分析讨论。酸与碱混合时发生中和反应，但不一定恰好完呈中和。即使恰好完全中和，也不一定溶液呈中性，由生成的盐能否水解及水解情况而定另外酸碱的强弱不同，提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。下面把常见的几种情况分列出来.①等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH＞7（由生成的强碱弱酸盐水解决定）②等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH＜7（由生成的强酸弱碱盐水解决定）③等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7（因生成强酸强碱盐不水解）④当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7（与酸、碱的几元性无尖）⑤当pH=3的某一元酸溶液与pH=11的一元强碱以等体积混合后pH≤7。（考虑酸有强弱之分，若分弱酸，制反应后酸过量）⑥当pH=3的某一元强酸pH=11的一元碱溶液的以等体积混合后pH≥7（同理⑤，弱碱过量）⑦将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定.例4、在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后PH一定小于7的是（）4/11A．PH=3的硝酸和PH=11的氢氧化钠溶液B．PH=3的盐酸和PH=11的氨水C．PH=3的硫酸和PH=11的氢氧化钠溶液D．PH=3的醋酸和PH=11的氢氧化钠溶液解析：A、C两选项为强酸与强碱的混合，且PH1+PH2=14，则溶液呈中性，PH=7。B选项为强酸与弱碱的混合，且PH1+PH2=14，则溶液呈碱性，PH＞7。D选项为弱酸与强碱的混合，且PH1+PH2=14，则溶液呈酸性，PH＜7。故应选D。注意：在相关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量”。五、酸碱溶液的稀释前后pH值的变化。由于强酸或强碱在水中完全电离，加水稀释后不会有溶质进一步电离，故仅仅是体积增大的因素导致酸溶液中的[H+]或碱溶液中的[OH—]减小.弱酸或弱碱由于在水中不完全电离，加水稀释同时，能促使其分子进一步电离，故导致相应[H+]或[OH—]减小的幅度降低。在稀释弱酸或弱碱过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。如PH=3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜PH＜5；PH=10的氨水，稀释100倍，稀释后8＜PH＜10；PH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜PH≤5；PH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8≤PH＜10。例如①等pH值的盐酸和醋酸，氢氧化钠和氨水分别加水稀释。溶液的pH值变化，图示如下：强酸弱酸稀释强、弱碱稀释注意：①酸无论怎样稀释，不可能成为碱性；若无限稀释，则pH只能无限接近7且小于7.②碱无论怎样稀释，不可能成为酸性；若无限稀释，则pH只能无限接近7且大于7例1、室温时将PH=5的硫酸溶液稀释1000倍后，则c(H+):c(SO42-)是（）A.2:1B.21:1C.20:1D.22:1解析：PH=5时，c(H+)酸=1×10-5mol/L，c(SO42-)=5×10-6mol/L，稀释1000倍后，由硫酸电离出的c(H+)酸=1×10-8mol/L，c(SO42-)=5×10-9mol/L，考虑水的电离受硫酸的抑制，设水电离出的c(H+)为xmol/L，故水电离出的c(OH-)也为xmol/L，根据水的离子积在室温时为一常量，得方程(x+10-8)·x=10-14，解x=9.5×10-8，故c(H+):c(SO42-)=[c(H+)酸+c(H+)水]:c(SO42-)=10.5×10-8mol/L:5×10-9mol/L=21:1，故应选B。7HClpH32HACV2OHNaOH7NH·pHOHVHO25/11例2、PH=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液，用蒸馏水稀释100倍，二者的PH的关系是（）A．氨水的PH大于氢氧化钠的PHB．氨水的PH小于氢氧化钠的PHC．都比原来小D．氨水比原来的大，氢氧化钠比原来的小解析：氨水为弱碱，氢氧化钠为强碱，稀释100倍之后，氨水的9＜PH＜11，而氢氧化钠溶液的PH=9。故选A、C。六、溶液中由水电离出的[H+]水与[OH-]水先求出溶液中的[H+]和[OH－]H2OH++OH－由此式可看出[H+]水=OH-]水酸和碱会抑制水的电离，所以在酸碱溶液中[H+]水=OH-]水=[H+]、[OH－]中的小数值能水解的盐会促进水的电离，所以在能水解的盐溶液中[H+]水=OH-]水=[H+]、[OH－]中的大数值例：250C时，求以下溶液中的[H+]水、OH-]水pH=4的盐酸溶液中，[H+]水OH-]水pH=4的氯化铵溶液中，[H+]水OH-]水pH=10的氢氧化钠溶液中，[H+]水OH-]水pH=10的碳酸钠溶液中，[H+]水OH-]水例1：在pH为3的FeCl3溶液，pH为11的Na2CO3溶液和pH为3的盐酸中由水电离出来的H＋的浓度分别为：C1、C2、C3它们之间的关系是A．C1＜C2＜C3B．C1＝C2＞C3C．C1＞C2＞C3D．无法判断答案：B例2、25℃时，某溶液中由水电离出来的H＋的浓度为1×10－amol/L，以下说法正确的是()A．a7时，水的电离一定受到促进B．a7时，水的电离一定受到抑制C．a7时，溶液的pH为a或14－aD．a7时，溶液的pH一定为a【错因分析】易错选A和B，没有注意到a越大水的电离程度越小这个问题。【答案】C七、读题时注意区分：1．“pH相同的盐酸和醋酸”与“物质的量浓度相同的盐酸和醋酸”。6/112．“溶液呈中性”和“溶液的pH＝7”。3．“酸与碱反应二者恰好中和”与“酸与碱反应得溶液呈中性”，还有“酸碱中和滴定实验达终点。”4．(1)pH试纸的使用：取一小块试纸在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒或胶头滴管点滴于试纸的中部，观察颜色的变化，并与标准比色卡对照。(2)检验气体的性质：先用蒸馏水把试纸的一端润湿，粘在玻璃棒的一端，用玻璃棒将试纸靠近气体，观察颜色的变化，判断气体的性质。也可用干净的镊子