水的电离和PH.docx

1、水的电离和PH 水的电离和溶液的PH知识归纳：1、水的电离（1） 水是一种极微弱的电解质，只能微弱的电离，并存在着平衡。 水的电离方程式：H2O + H2O H3O+ + OH- 简写为：H2O H+ + OH- （2）从纯水的导电性实验测得，25时，1L纯水中只有1107mol H2O电离。 CH+ = COH-=110-7mol/L而1L水的物质的量为55.6mol，这与发生电离的水110-7mol相比，水的电离部分忽略不计。所以，电离前后，水的物质的量几乎不变，可以看作是一个常数 CH+ COH-=KWKW叫做水的离子积常数，简称水的离子积。KW= CH+ COH-=110-7110-7

2、=110-14水的离子积常数反映了一定温度下,水的H+ 浓度和OH- 浓度之间的关系。二、影响水的电离的因素1 加入酸或碱，抑制水的电离，KW不变；2 加入某些盐，促进水的电离，KW不变；3 电离过程是一个吸热过程，升温能促进水的电离，KW增大， 在100时，KW =11012。4 其它因素：如加入活泼金属，消耗H+，水的电离程度增大。三、在酸、碱溶液中求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度的方法依据：水的离子积常不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。例：01mol/LHCI中CH+ 以及水电离出的H+ 浓度和OH- 浓度分析酸影响了水的电离，抑制了水的电离，水电离平衡向左移动。所以，酸

3、电离出的CH+ 很大，是主要的，水电离的CH+ 很小。所以溶液中CH+ 可以近似看作是酸电离出的H+浓度。CH+=01mol/L溶液中COH- =10-14/01=10-13 mol/L此COH- 就是水电离出的OH- 浓度。CH+（水）= COH-（水）=10-13 mol/L 结论：纯水中KW=10-14为单纯水的离子积常数。对于酸或碱来说，溶液中的H+ 浓度和OH- 浓度的乘积是110-14，而抑制了水的电离，使水本身的离子积常数减小。四、溶液的酸碱性1、溶液的酸碱性与CH+ 、COH- 的关系无论酸性、中性、碱性溶液里，都同时存在着OH-、H+，常温下，CH+ 、COH- 的乘积是一个

4、常数（110-14）溶液酸碱性CH+COH-CH+ 、COH-CH+ COH-酸性10-7mol10-7molCH+COH-110-14中性=10-7mol=10-7molCH+ = COH-碱性10-7mol10-7molCH+COH-强调任何水溶液中存在的H+ 和OH- 作为矛盾的双方，既互相依存，又互相制约，共同决定了溶液的酸碱性。溶液酸碱性本质决定H+ 和OH- 相对大小。2、溶液的pH（1）表示方法： pH= -Ig C(H+)（2）意义：表示溶液中C(H+)的大小，即能表示溶液的酸碱性的强弱。五、溶液的酸性的强弱与酸的强弱（1）酸的强弱是以电解质的电离来区分的：强电解质完全电离的酸

5、是强酸，弱电解质只有部分电离的酸是弱酸；溶液的酸性是由溶液中CH+决定的，CH+越大的溶液，则酸性越强，反之越弱。（2）特别提醒：强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强酸性强的溶液不一定是强酸酸性相同的溶液，弱酸浓度大，中和能力强中和能力相同的酸提供H+的物质的量相同，但强酸溶液的酸性强。六、pH的测定1、pH值的改变pH7溶液呈酸性，pH越小，酸性越强；pH每减小1个单位，CH+ 增大10倍pH7溶液呈碱性，pH越大，碱性越强。pH每增加1个单位，CH+ 减小10倍。pH小的酸性溶液，不一定是强酸溶液pH每升高一个单位，对于强酸需要稀释10倍，而对于弱酸稀释的倍数超过了10倍；pH每降低一个

6、单位，对于强碱需要稀释10倍，而对于弱碱稀释的倍数超过了10倍。2、测定方法：（1）酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞（粗略测定）常用酸碱指示剂及其变色范围：指示剂变色范围的pH石蕊5.0红色5.08.0紫色8.0蓝色甲基橙3.1红色3.14.4橙色4.4黄色酚酞8.2无色8.210.0浅红10.0红色（2）pH试纸 最简单的方法。 操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡对比，读出pH值。注意：事先不能用水湿润pH试纸,否则非中性溶液的pH测定值比实际的或大或小； 只能读取整数值或范围(3)pH计:精确测定七、关于pH值的计算1、酸性溶液：按CCH+

7、pH2、碱性溶液：按CCOH-CH+pH3、强酸、强碱溶液的稀释后的溶液：对于酸溶液中的CH+，每稀释10n倍，pH增大n个单位，但增大后不超过7，酸仍为酸！对于碱溶液中的COH-，每稀释10 n倍，pH减少n个单位，但减少后不小于7，碱仍为碱！PH值相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱），稀释相同的倍数，pH变化为强酸变化大，弱酸变化小。极稀溶液中的pH值的计算，应考虑水的电离。即无限稀释7为限，酸略小于7，碱略大于7.4、强酸与强碱溶液混合的计算：反应的实质：H+OH-=H2O三种情况：（1）恰好中和，pH=7（2）若余酸，先求中和后的CH+，再求pH。（3）若余碱，先求中和后的COH-，再通过

8、KW求出CH+，最后求pH。或先求pOH， 再由pH=14-pOH。5、已知酸和碱溶液的pH之和，判断等体积混合后的溶液的p H（1）若强酸与强碱溶液的pH之和大于14，则混合后显碱性，pH大于7。（2）若强酸与强碱溶液的pH之和等于14，则混合后显中性，pH等于7。（3）若强酸与强碱溶液的pH之和小于14，则混合后显酸性，pH小于7。（4）若酸与碱溶液的pH之和等于14，酸、碱中有一强、一弱，则酸、碱溶液混合后，谁弱显谁性。这是因为酸和碱已电离的H+ 和OH- 恰好中和，谁弱谁的H+ 或OH- 有储备，中和后还能电离，显出酸、碱性来。知识巩固：1.室温下，把1mL0.1mol/L的H2SO4

9、加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的H+，其浓度接近于（ ） A. 110-4 mol/L B. 110-8 mol/L C. 110-11 mol/L D. 110-10 mol/L2.将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c (SO42）：c (H+)约为（ ）A、1：1B、1：2C、1：10D、10：13.将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积（ ）A.a=b=100 mL B.a=b=1000 mLC.ab D.ab4.99mL0.1mol/L的盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化

10、钡溶液混合后，溶液的c(H+)为（ ）（不考虑混合时的体积变化）。 A. 0.5（10-8+10-10）mol/L B. （10-8+10-10）mol/L C.（110-14-510-5）mol/L D. 110-11 mol/L5.室温下xL pH=a的盐酸溶液和yL pH=b的电离度为的氨水恰好完全中和，则x/y的值为（ ） A.1 B. 10-14-a-b / C. 10a+b-14/ D.10a-b/6.下列溶液肯定是酸性的是（ ） A 含H+的溶液 B 加酚酞显无色的溶液 C pH7的溶液 D OH-14时，则Va/Vb= (填表达式)，且Va Vb(填、.14.(1)A水的电离是

11、吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H+)，c(OH-)小(2)101(3)a+b=14或pH1+pH2=14(4)曲线B对应95，此时水的离子积为110-12，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H+，使溶液pH=515（1）c(H2SO4)=0.05molL1,c(HCl)=0.20molL1 （2）pH=1 （3）最初混合酸c(H+)=0.05molL12+0.20molL1=0.30molL1 pH=0.52 B点还没有完全中和，酸有剩余c(H+)=molL1 pH=1.48所以B点比最初混合酸的pH增加1.480.52=0.96 14有甲、乙两

12、份等体积的浓度均为0.1molL-1的氨水，pH为11。（1）甲用蒸馏水稀释100倍，则NH3H2O的电离平衡向_ (填“促进”或“抑制”)电离的方向移动，溶液的pH将为_ (填序号)。A911之间 B11 C1213之间 D13（2）乙用0.1molL-1的氯化铵溶液稀释100倍。稀释后的乙溶液与稀释后的甲溶液比较，pH_(填“甲大”、“乙大”或“相等”），其原因是_。14（1）促进；A （2）甲大，乙用NH4Cl稀释后c(NH4+)增大，使NH3H2O的电离平衡向抑制电离的方向移动，又由于NH4Cl溶液中NH4+水解，使稀释后的乙溶液的c(H+)增大 （一）典型例题【例1】常温下，纯水中存

13、在电离平衡：H2OH+OH-，请填空：改变条件水的电离平衡移动Kwc(H+)总c(OH-)总水电离出的c(H+)升温到100通氯化氢10-2 mol/L加氢氧化钠固体10-4 mol/L加氯化钠固体10-7 mol/L【分析】温度不变时，无论溶液是酸性、中性还是碱性，溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积都相同。常温下，此值为10-14。 在任何溶液中，水电离产生的氢离子浓度和水电离产生的氢氧根离子浓度始终相同，即为1:1。【答案】改变条件水的电离平衡移动方向Kwc(H+)总c(OH-)总水电离出的c(H+)升温到100正向增大增大增大增大通氯化氢逆向不变10-12 mol/L10-12 m

14、ol/L加氢氧化钠固体逆向不变10-10 mol/L10-10 mol/L加氯化钠固体不动不变10-7 mol/L10-7 mol/L【例2】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH)为（ ）A.1.0107 mol1 B.1.0106 mol1C.1.0102 mol1 D.1.01012 mol1【分析】本题以水的离子积为知识依托，考查学生对不同条件下水电离程度的认识，同时考查了思维的严密性。错解分析：pH=12的溶液，可能是碱溶液，也可能是盐溶液。忽略了强碱弱酸盐的水解，就会漏选D。解题思路：先分析pH=12的溶液中c(H)、c(OH)的大小。由c(H)=10pH得：c(H

15、)=1.01012 molL1 c(OH)=1.0102 molL1再考虑溶液中的溶质：可能是碱，也可能是强碱弱酸盐。最后进行讨论：(1)若溶质为碱，则溶液中的H都是水电离生成的：c水(OH)=c水(H)=1.01012 mol1(2)若溶质为强碱弱酸盐，则溶液中的OH都是水电离生成的：c水(OH)=1.0102 mol1。【答案】CD 【例3】室温下，把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的H+，其浓度接近于（ ） A. 110-4 mol/L B. 110-8 mol/L C. 110-11 mol/L D. 110-10 mol/L【分析】温度不变

16、时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子。 稀释后c(H+)=（110-3L0.1mol/L）/2L = 110-4mol/L c(OH-) = 110-14/110-4 = 110-10 mol/L 【答案】D 【例4】将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c (SO42）：c (H+)约为（ ）A、

17、1：1B、1：2C、1：10D、10：1【分析】根据定量计算，稀释后c(H+)=210-8molL-1，c(SO42-)=10-8 molL-1，有同学受到思维定势，很快得到答案为B。其实，题中设置了酸性溶液稀释后，氢离子浓度的最小值不小于110-7molL-1。所以，此题稀释后氢离子浓度只能近似为110-7molL-1。 【答案】C 【例5】弱酸H溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（ ）A.3.03.3 B.3.33.5 C.3.54.0 D.3.74.3【分析】虚拟HY为强酸，则将其与等体积水混合后c(H)=103 molL1 pH=3lg2=3.3，事实上HY为弱酸，随

18、着水的加入，还会有部分H电离出来，故c(H)103 molL1即pH3.3。【答案】A 【例6】将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积（ ）A.a=b=100 mL B.a=b=1000 mLC.ab D.ab【分析】盐酸是强电解质，完全电离。在加水稀释过程中盐酸电离出的H+离子的物质的量不会增加。溶液中c(H+)与溶液体积成反比，故加水稀释时，c(H+)会随着水的加入而变小。醋酸是弱电解质，发生部分电离。在加水稀释过程中未电离的醋酸分子发生电离，从而使溶液中H+离子的物质的量增加，而c(H+)与溶液体积同样

19、成反比，这就使得此溶液中c(H+)受到n(H+)的增加和溶液体积V增加的双重影响。很明显，若将盐酸和醋酸同等程度的稀释到体积都为a，则盐酸的c(H+)比醋酸的c(H+)小。若要稀释到两溶液的c(H+)相等，则醋酸应该继续稀释，则有ba。 【答案】C 【例7】99mL0.1mol/L的盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化钡溶液混合后，溶液的c(H+)为（ ）（不考虑混合时的体积变化）。 A. 0.5（10-8+10-10）mol/L B. （10-8+10-10）mol/L C.（110-14-510-5）mol/L D. 110-11 mol/L【分析】把101mL的Ba(OH)2分差成9

20、9mL和2mL，其中99mLBa(OH)2溶液和99mL盐酸溶液恰好完全反应，这样就相当于将2mL0.05mol/L的Ba(OH)2加水稀释至200mL，先求溶液中的OH-，然后再化成H+，故应选D。答案D【例8】将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH值最接近于（ ）。 A. 8.3 B. 8. C. 9 D. 9.7解析同种溶质的酸或碱溶液混合后溶液的pH值约为大的pH减去0.3（两溶液的pH值必须相差2以上）。答案D【例9】室温下xL pH=a的盐酸溶液和yL pH=b的电离度为的氨水恰好完全中和，则x/y的值为（ ） A.1 B. 10-14-a-b

21、/ C. 10a+b-14/ D.10a-b/【分析】c(HCl)=c(H+)=10-amolL-1，盐酸的物质的量=10-ax molL-1，c(NH3H2O)=c(OH-)=10b-14 molL-1，NH3H2O物质的量为10b-14y molL-1。根据题意：10-ax=10b-14y，得x/y=10a+b-14/。【答案】C【例10】若在室温下pH=a的氨水与pH=b的盐酸等体积混合，恰好完全反应，则该氨水的电离度可表示为（ ） A.10a+b-12 % B. 10a+b-14 % C. 1012-a-b % D. 1014-a-b %【分析】设氨水和盐酸各取1L。氨水电离出的c(O

22、H-)=10-1410-a molL-1=10a-14molL-1即氨水电离出的OH-的物质的量为10a-14mol，而NH3H2O的物质的量=盐酸的物质的量=10-bmolL-11L=10-bmol；所以氨水的电离度为10a+b-12 %。【答案】A【例11】用0.01mol/LH2SO4滴定0.01mol/LNaOH溶液，中和后加水至100mL。若滴定时终点判断有误差：多加了1滴H2SO4；少加了1滴H2SO4(设1滴为0.05mL)。则和c(H+)之比为（ ）A. 10 B. 50 C. 5103 D. 104【分析】多加1滴H2SO4，则酸过量，相当于将这1滴硫酸由0.05mL稀释至1

23、00mL。少加1滴H2SO4，相当NaOH溶液过量2滴，即将这部分NaOH溶液稀释至100mL。现计算如下： 多加1滴硫酸时，c(H+)=10-5(mol/L)， 少加1滴硫酸时，c(OH-)=10-5(mol/L)，c(H+)=10-9(mol/L)，故二者比值为104。【答案】D 【例12】有、三瓶体积相等，浓度都是1molL-1的盐酸溶液，将加热蒸发至体积一半；向中加入少量的CH3COONa固体（加入后仍显酸性）；不作任何改变，以酚酞作指示剂，用NaOH溶液滴定上述三种溶液，所耗NaOH溶液的体积为（ ）A. = B. C. = D. =【分析】本题着重考查酸碱中和、溶液的酸碱性判断及抽

24、象思维能力。 对加热蒸发，由于HCl的挥发性比水大，故蒸发后溶质可以认为没有，消耗的NaOH溶液的体积最少。在中加入CH3COONa固体，发生反应：HCl+CH3COONa=CH3COOH+NaCl，当以酚酞作指示剂时，HCl、CH3COOH被NaOH中和：HCl+NaOH=NaCl+H2O，CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O，此过程中被中和的H+物质的量与相同。 若改用甲基橙作指示剂，因为甲基橙的变色范围（pH）为3.14.4，此时，部分CH3COOH不能被NaOH完全中和，三种溶液所消耗的NaOH溶液体积为。 【答案】C 【例13】以标准的盐酸溶液滴定未知的氢氧化钠为例，判断以下操作所引起的误差（填“偏大”、“偏小”或“无影响”）读数：滴定前