专题一质量守恒定律阿伏加德罗常数及定律

知识在手，世界我有中山大学家教介绍所专题五水的电离和溶液的pH知识规律总结一、水的离子积1．定义H2OH++OH--Q，KW=c(H+)·c(OH-)2．性质（1）在稀溶液中，KW只受温度影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。（2）在其它条件一定的情况下，温度升高，KW增大，反之则减小。二、溶液的pH1．定义pH=-lgc(H+)，广泛pH的范围为0～14。注意：当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1mol时，不用pH表示溶液的酸碱性。2．pH与溶液酸碱性的关系（25℃时）表5-1pH与溶液的酸碱性pH溶液的酸碱性pH7溶液呈酸性，pH越小，溶液的酸性越强pH=7溶液呈中性pH7溶液呈碱性，pH越大，溶液的碱性越强3．改变溶液pH的常用方法表5-2改变溶液pH的方法pH变化采取的措施pH增大加碱对于酸性溶液可加水稀释pH减小加酸对于碱性溶液可加水稀释注意：酸性溶液无限加水稀释，pH只能接近于7，且仍小于7；碱性溶液无限加水稀释时，pH只能接近于7，且仍大于7。4．有关pH的计算（1）酸溶液中，c(H+)酸c(H+)水≈KW；碱溶液中，c(OH-)碱c(OH-)水≈KW。（2）强碱、强碱溶液稀释的计算①强酸溶液，pH（稀释）=pH（原来）+lgn(n为稀释的倍数)②强碱溶液，pH（稀释）=pH（原来）-lgn(n为稀释的倍数)（3）强酸、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算知识在手，世界我有中山大学家教介绍所表5-3强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算混合物质两种溶液pH关系混合后溶液pHA、B均为酸pHApHBpHA+0.3A、B均为碱pHApHBpHB-0.3A是酸、B是碱pHA+pHB=147pHA+pHB14(酸剩余)pHA+0.3pHA+pHB14(酸剩余)pHB-0.3注意：酸碱溶液的pH之差必须≥2，否则误差较大。*（4）pH、c、的关系①一元弱酸溶液中，pH=-lgc(H+)=-lg(c)②一元弱碱溶液中，pOH=-lgc(OH-)=-lg(c)，pH=14-POH注意：*部分为新教材中不作要求的部分。思维技巧点拨*一、水的电离度与离子积的有关计算*【例1】某温度时水的离子积常数为1.0×10-14，由此可知在该温度时的电离度为A.1.8×10-7%B.1.0×10-8%C.1.8×10-9%D.1.8×10-14%【解析】设水的体积为1L，则水的物质的量n(H2O)=molgg/561000=55.6mol，所以可看作水的物质的量浓度为55.6mol/L。设已电离的水为xmol/L，则有H2OH++OH-xxx根据题给数据KW=c(H+)·c(OH-)=x2=1.0×10-14，得x=1×10-7mol/L，(H2O)=6.551017=1.8×10-7%。本题正确答案为A。*【例2】25℃时0.1mol/L氨水（=1.33%）中c(OH-)是多大？由水电离产生的c(OH-)又是多大？在该温度下0.1mol/L氨水中水的电离度与纯水的电离度之比是多少？【解析】（1）氨水中c(OH-)=c=0.1×1.33%=1.33×10-3(mol/L);（2）根据KW=c(H+)c(OH-)=c(H+)水(cOH-)水+c(OH-)氨水），由于c(OH-)氨水c(OH-)水，c(OH-)水=c(H+)水，所以KW=c(OH-)水c(OH-)氨水=1×10-14，即c(OH-)水×1.33×10-3=1×10-14，解得c(OH-)水=7.5×10-12(mol/L)；（3）纯水中水的电离度1=6.551017×100，氨水中水的电离度2=6.551051.712×100，所以2∶1=7.5×10-12∶1×10-7。由例2可知，往溶液中加入酸（或碱）时，抑制了水的电离，使水的电离度减小。知识在手，世界我有中山大学家教介绍所二、溶液的pH计算【例3】25℃时，将某强酸和某强碱溶液按1∶10的体积比混合后溶液恰好中性，则混合前此强酸与强碱溶液的pH之和是A.12B.13C.14D.15【解析】由H++OH-H2O，溶液呈中性，则n(H+)=n(OH-)，即c(H+)酸·1=c(OH-)碱·10，将c(OH-)碱=碱)(HcKW代入并整理得pH酸+pH碱=13。本题正确答案为B。*【例4】若室温时，VaLpH=a的CH3COOH溶液与VbLpH=b的NaOH溶液混合，恰好完全反应，则该CH3COOH的电离度（1）当baVV=1时，=______；（2）当baVV=10时，______；（3）当baVV=101时，=______。【解析】设CH3COOH的浓度为cmol/L。pH=a的CH3COOH中c(H+)=10-amol/L;pH=b的NaOH溶液中c(OH-)=10(b-14)mol/L。因恰好反应，则有Va×c=Vb×10(b-14)，即c=abVV×10b-14。=cHc)(×100%=baVV×10（14-a-b）×100%讨论：（1）当baVV=1时，代入上式即得=10(16-a-b)%；（2）当baVV=10时，代入上式即得=10（17-a-b）%；（3）当baVV=101时，代入上式即得=10（15-a-b）%。三、综合应用【例5】有两瓶pH=12的碱溶液，一瓶是强碱，一瓶是弱碱。现有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水而无其它试剂。简述如何用简便的方法判断哪瓶是强碱。【解析】利用加水稀释过程中，强电解质和弱电解质溶液中离子浓度的变化程度不同这一特点可解决问题。稀释过程中，因弱电解质继续电离，所以在稀释相同倍数时，强电解质溶液中离子浓度的减小程度明显大于弱电解质。本题正确答案为：各取等体积碱液少许，加水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸检验，pH变化大的为强碱溶液。知识在手，世界我有中山大学家教介绍所本周强化练习：一、选择题1．重水（D2O）离子积为1.6×10-5,可以由pH一样的定义来规定pD=-lgc(D+),下列叙述正确的是（）A．溶解0.01molDCl的D2O溶液1L，其pD=2.0B．中性溶液的pD=7.0C.含0.2mol的NaOD的D2O溶液2L，其pD=12.0D．向100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD=1.02．下列说法正确的是（）A．pH7的溶液一定是酸溶液B．pH=5的溶液和pH=13的溶液相比，前者c(OH-)是后者的100倍C．碱性溶液中滴入酚酞必定显红色D．在1mol/L的氨水中，改变外界条件使c(NH4+)增大，则溶液的pH一定增大3．在0.1mol/L硫酸溶液中，水电离出来的c(H+)是（）A.5×10-13mol/LB.0.02mol/LC.1×10-7mol/LD.1×10-12mol/L4．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是（）A．将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化，跟标准比色卡比较B．将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较C．用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较5．有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液的两倍，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是（）A.2∶1B.100∶1C.1∶100D.无法确定6．水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子只有一个分子发生电离，则n值是（）A.1×10-14B.55.6×107C.107D.55.6*7．在0.1mol/L醋酸溶液中，要使醋酸的电离度和溶液的pH都减小，同时又使醋酸根离子浓度增大，可加入的试剂是（）A.CH3COONa浓溶液B.1mol/L氨水C.1mol/L硫酸溶液D.2mol/LCH3COOH溶液8．等量的苛性钠溶液分别用pH=2和pH=3的醋酸溶液中和，设消耗醋酸溶液的体积依次为Va、Vb，则两者的关系正确的是（）A.Va10VbB.Vb=10VaC.Vb10VaD.Vb10Va9．下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比①∶②∶③∶④是（）知识在手，世界我有中山大学家教介绍所①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOH溶液④pH=11的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3*10.同温度下的两种氨水A和B，A溶液的浓度是cmol/L，电离度为1；B溶液中[NH4+]为cmol/L，电离度为2。则下列判断正确的是（）A．A溶液中的[OH-]是B溶液中[OH-]的1倍B．12C．B溶液物质的量浓度可表示为c/2mol/LD．A溶液的pH大于B溶液的pH*11.对于25℃时，pH都等于4的盐酸和碘化铵溶液中，水的离子积（KW）和电离度（HCl和NH4I分别用A和B表示）的叙述正确的是（）A．KW相等，A=BB.KW不等，A=B/11C．KW相等，B=108AD.KW相等，B=106A12．常温下，0.1mol/L的一元酸HA溶液的pH=2.0，0.1mol/L的一元碱BOH的溶液中c(OH-)/c(H+)=1012，将此两种溶液等体积混合后，所得溶液中离子浓度大小关系正确的是（）A.c(OH-)c(H+)c(B+)c(A-)B.c(OH-)c(H+)c(A-)c(B+)C.c(H+)c(OH-)c(A-)c(B+)D.c(B+)=c(A-)c(H+)=c(OH-)13．弱酸HY溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（）A.3.0～3.3B.3.3～3.5C.3.5～4.0D.3.7～4.314．在平衡体系：H2SH++HS-，HS-H++S2-中，当减小溶液pH时，则硫离子浓度会（）A.可能增大，也可能减小B.增大C.减小D.无变化二、非选择题*15.若纯水中水的电离度为1，pH=x的盐酸中水的电离度为2，pH=y的氨水中水的电离度为3，两溶液等体积混合后溶液中水的电离度为4，若x+y=14（其中x≤6，y≥8），则1、2、3、4从小到大的顺序是：____________________。*16.在25℃时，0.1mol/LNaR的溶液中水的电离度为1，在0.1mol/L盐酸中水的电离度为2，若1∶2=109，则0.1mol/LNaR溶液的pH为_______。17．已知浓度均为0.1mol/L的8种溶液：①HNO3②H2SO4③HCOOH④Ba(OH)2⑤NaOH⑥CH3COONa⑦KCl⑧NH4Cl其溶液pH由小到大的顺序是______________________。知识在手，世界我有中山大学家教介绍所*18.已知25℃时几种物质的电离度（溶液浓度为0.1mol/L）如下表：（已知H2SO4第一步电离是完全的）①H2SO4溶液的H2SO4-②NaHSO4溶液中的HSO4-③CH3COOH④HCl10%29%1.33%100%（1）25℃时，0.1mol/L上述几种溶液中c(H+)由大到小的顺序是（填序号，下同）_______________。（2）25℃时，pH相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是______________。（3）25℃时，将足量的锌粉投入等体