水的电离和溶液的PH.docx

1、水的电离和溶液的PH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4培养学习过程中探究、总结的习惯。2难点聚焦（一）溶液的酸碱性及pH的值 溶液呈的酸碱性何性，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=lgH+，pOH=lgKw=pKw溶液酸碱性H+与OH关系任意湿度室温（mol/L）pH值（室温）酸性H+OHH+11077中性H+=OHH+=OH=1107=7碱性H+OHH+1与1077（

2、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，但pH可为0，此时H+=1mol/L，一般H+1mol/L时，pH0，故直接用H+表示.（3）判断溶液呈中性的依据为：H0= OH或pH=pOH=pKw只有当室温时，Kw=11014 H+=OH=107mol/L溶液呈中性pH=pOH=pKw=7 分析 原因：H2O H+OHQ 由于水的电离是吸热的，湿度越高，电离程度越大，kw越大. 中性：pH=pOH=pKwTKwpH+pOHTKwpH=pOH 如：100，KW=11012.

3、 pKw=12.中性时Ph=pKw=67.图示：不同湿度（T1T2）时溶液中H+与OH，pH与pOH关系 图一 图二想一想：图一与图二有哪些不同？为何不同？提示：（形状 T1、T2相对位置） 简平分钱划分的两个区域酸碱性不同。建议以H+、OH=Kw，和pH+pOH=pKw两个关系或考虑，并注意湿度不同时Kw的影响。） （4）溶液pH的测定方法： 酸碱指示剂 pH试纸 pH计其中只传判定pH范围 pH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。 pH计测定较精确. （二）酸碱溶液的稀释前后pH值的变化

4、。 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。 例如 等物质的量浓度的盐酸和醋酸，氢氧化钠和氨水分别加水稀释。溶液的pH值变化，图示如下： 若把上述问题，换成等pH值，图示又怎样呢？ 强酸弱酸稀释 强、弱碱稀释 前后 前后pH=a pH(HCl)=a+n7 pH=b Ph(NaOH)=bn7pH(HAC)a+n7 pH(NH3H2C)bn7pH(HCl)=n pH(NaOH)=npH(HAC)n pH(NH3

5、H2O)npH(HCl)pH(HAC) pH(NaOH)pH(NH3H2O) 注意： 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.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当起始强酸、弱酸的pH相同，稀释后为达仍相同，则稀释倍数一定是弱酸大小强酸（强碱、弱碱类同）（三）有关pH的计算1溶液简单混合（不发生反应，忽略混合时体积变化） 强酸：pH=pH小+0.3若等体积混合，且pH2 强碱：pH=pH大0.3若不等体积混合，物质的量浓度 强酸H+总=分别为M1、M2体积分别为 强碱OH总=V1、V2的一元强酸或强碱注意：强酸直接由H+总求

6、pH值 强碱由OH总求pOH，后再求pH值.2强酸和强碱混合（发生中和反应，忽略体积变化）可能情况有三种：若酸和碱恰好中和. 即nH+=nOH，pH=7.若酸过量，求出过量的H+，再求pH值.若碱过量，求出过量的OH，求出pOH后求pH值.特例：若强酸与强碱等体积混合若pH酸+pH碱=14，则完全中和pH=7.若pH酸+pH碱14，则碱过量pHpH碱0.3若pH酸+pH碱14，则酸过量pHpH酸+0.3讨论：pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V1 ：V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时，且V1 ：V2=10n时，a+b分别为多少？分析 呈中性：即pH=7. nH+=nO

7、H 10aV1=10（14b）V2 V1 ：V2=1014+a+b 10n=10a+b14 n=a+b14 a+b=14+n 若呈酸性. 即pH7 nH+nOH 10aV110（14b）V2 V1 ：V21014+a+b 10n1014+ a+b a+b14+n若呈碱性，即pH7，同理可知 a+b14+n 想一想：若V1 ：V2=1 ：10n=10n，三种情况的结果又如何呢？3关于酸、碱混合时的定性判断（常温）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。一

8、般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。下面把常见的几种情况分列出来.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pH7（由生成的强碱弱酸盐水解决定）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pH7（由生成的强酸弱碱盐水解决定）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）想一想：若酸或碱之一是多元，情况又怎样？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）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pH7。（考虑酸有强弱之分，若分弱酸，制反应后酸过量）当pH=3的某一元强酸pH=11

9、的一元碱溶液的以等体积混合后pH7（同理，弱碱过量）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.再想一想：与酸、碱的几元性有无关系？3例题精讲知识点一：水的电离【例1】（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3 NH4+NH2-据此判断以下叙述中错误的是（ ）A液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒B一定温度下液氨中C(NH4+)C(NH2-)是一个常数C液氨的电离达到平衡时C(NH3) = C(NH4+) = C(NH2-)D只要不加入其他物质，液氨中C(NH4+) = C(NH2-)（2）完成下列反应方程式在液氨中投入一小块金属钠，放出气体N

10、aNH2溶于水的反应类似于“H+OH=H2O”的反应解析：此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的H+与H2O结合形成H3O+)以及水的电离平衡,并能迁移应用于对于NH3电离的认识：NH3分子电离产生H+和NH2,H+与NH3结合生成NH4+，液氨电离产生等量的NH2与NH4+，一定温度下离子浓度乘积为一常数；NH4+类似于H+，NH2类似于OH。具备上述知识后，就可顺利完成解题。答案：（1）C （2）2Na+2NH3=H2+2NaNH2NaNH2+H2O=NaOH+NH3或NH2+H2O=OH+NH3NH2+NH4+ =2NH3或NH4Cl+NaNH2=2NH3+NaCl知识点二：水的离子

11、积【例2】某温度下纯水中C(H+) = 210-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = _。若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 510-6 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = _。解析：由水电离产生的H+与OH-量始终相等，知纯水中C(H+) = C(OH-)。根据纯水中C(H+) 与C(OH-)可求出此温度下水的Kw的值，由Kw的性质（只与温度有关，与离子浓度无关），若温度不变，稀盐酸中Kw仍为此值，利用此值可求出盐酸中的C(OH-)。答案：纯水中 C(OH-) = C(H+) = 210-7 mol/LKw = C(H+)C(OH-) = 210-7210-7 = 41

12、0-14稀盐酸中 C(OH-) = Kw / C(H+) = (410-14) / (510-6) = 810-9 mol/L【例3】 .难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，例如：AgCl(s) Ag+Cl,Ag2CrO4(s) 2Ag+CrO42,在一定温度下，难溶化合物饱和溶液离子浓度的乘积为一常数，这个常数用Ksp表示。 已知：Ksp(AgCl)=Ag+Cl-=1.810-10 Ksp(Ag2CrO4)=Ag+2CrO42-=1.910-12 现有0.001摩/升AgNO3溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的K2CrO4的混和溶液，试通过计算回答： (1)Cl-和CrO42

13、-中哪种先沉淀?(2)当CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀时，溶液中的Cl-离子浓度是多少? CrO42-与Cl-能否达到有效的分离?(设当一种离子开始沉淀时，另一种离子浓度小于10-5mol/L时，则认为可以达到有效分离)解析：（1）当溶液中某物质离子浓度的乘积大于Ksp时，会形成沉淀。几种离子共同沉淀某种离子时，根据各离子积计算出所需的离子浓度越小越容易沉淀。（2）由Ag2CrO4沉淀时所需Ag+浓度求出此时溶液中Cl的浓度可判断是否达到有效分离。解答：（1）AgCl饱和所需 Ag+浓度Ag+1=1.810-7摩/升 Ag2CrO4饱和所需Ag+浓度Ag+2=4.3610-5摩/升 Ag

14、+1Ag+2，Cl-先沉淀。（2） Ag2CrO4开始沉淀时Cl-=4.1310-6C(OH)的操作是 （ ）（1）将水加热煮沸 （2）向水中投入一小块金属钠 （3）向水中通CO2 （4）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体 （6）向水中加入NaHCO3固体 （7）向水中加NaHSO4固体A、（1）（3）（6）（7） B、（1）（3）（6） C、（5）（7） D、（5）解析：本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响，请按如下思路完成本题的解：本题涉及到哪些条件对水的电离平衡的影响？各自对水的电离平衡如何影响？结果任何（C(H+)与C(OH)相对大小）？归纳酸、碱、盐对水的电离平衡的影响。解

15、答： D知识点四：pH的定义方法【例6】、下列溶液，一定呈中性的是（ ） A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液B.H+=110-7molL-1的溶液 C.pH=14-pOH 的溶液 D.pH=pOH 的溶液 （2000年化学试测题） 解析：此题要求将教材中定义pH方法迁移应用于表示pOH以及pH与pOH的关系，根据pH的定义方法，可定义pOH= lgC(OH)，将室温下水的离子积的表达式C(H+)C(OH)=1014两边取负对数，lgC(H+)lgC(OH)= lg1014，整理得pH+pOH=14。应用所得关系式分析可得答案。解答：D点评：pOH= lgC(O

16、H)、pH+pOH=14两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内，我们不一定要掌握，但将教材中的知识、方法加以迁移应用，进行探究发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。此题作为全国高考化学测试题具有重要的指导意义，值得大家认真去领悟，在随后的2001年上海高考题以及2002年全国理科综合高考题中又出现了类似的题目。为更好地表示溶液的酸碱性，科学 家提出了酸度（AG）的概念，AG，则下列叙述正确的是A 中性溶液的AG0B 酸性溶液的AG0C 常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG12D 常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG12( 2001年上海)有人曾建议用AG表示溶液的酸度（acidity

17、arede），AG的定义为AGlg（H/OH）。下列表述正确的是A 在25时，若溶液呈中性，则pH7，AG1B 在25时，若溶液呈酸性，则pH7，AG0C 在25时，若溶液呈碱性，则pH7，AG0D 在25时，溶液的pH与AG的换算公式为AG2(7pH) (2002理科综合)知识点五：溶液pH的计算【例7】室温下将n体积pH=10和m体积pH=13两种NaOH溶液混合得pH=12的NaOH溶液，则n：m=解析：此题是关于两种不反应的溶液混合后溶液pH值的计算，根据混合前后溶质(NaOH)量守恒，列式求解解答：pH=10 C(H+)=10-10mol/L C(OH) =10-4mol/L pH=

18、13 C(H+)=10-13mol/L C(OH) =10-1mol/L pH=12 C(H+)=10-12mol/L C(OH) =10-2mol/L 10-4n + 10-1m = (n+m) 10-2 n ：m = 100 ：11规律：有关混合溶液的pH计算，题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，但基本题型只有两种：（1）混合后不反应，（2）混合后反应。对于溶液的稀释，可将水作为浓度为0的溶液，仍属混合后不反应一类，这一类混合溶液的pH应介于两种溶液的pH之间，因而酸、碱溶液无论加多少水稀释，其最终pH均不可能等于纯水的pH（即常温不可能为7）。混合溶液pH的计算方法也

19、很简单，即设法求出混合溶液的C(H+)，若是溶液显碱性，则必须先求出溶液的C(OH)，然后再换算为C(H+)或按OH量守恒列式求解。【例8】25C，若10体积的某强碱溶液与1体积的某强酸溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该碱的pH与强酸的pH之间该满足的关系是_分析：由题意知，本题为酸、碱混合后完全中和，根据中和反应的实质可知，酸中n(H+)与碱中n(OH-)相等，故有C(H+)酸V酸 = C(OH-)碱V碱，由此关系列式可求得结果。解答：设酸的pH为a，C(H+)酸=10-a，碱的pH为b，C(OH-)碱=10-14 / 10-b=10- (14 - b)因为混合后溶液呈中性，所以C(H+

20、)酸V酸 = C(OH-)碱V碱10-a V = 10 - (14 - b) 10V = 10 - (13 - b) V 10-a = 10 - (13 - b)两边取负对数：-lg10-a = -lg10 - (13 - b)，a=13-b a+b=13即酸的pH与碱的pH之和为13点评：上面解法尽管可顺利地得出本题的解，但题中的酸碱体积比可以任意变换，则每一变换都得重新求解，这就启发我们能否找出酸、碱pH与两者体积比之间的关系呢？同时若混合后不显中性其关系又会怎样呢？将上面的解改为：C(H+)酸V酸 = C(OH-)碱V碱10-a V酸 = 10 - (14 - b) V碱10-a10-b

21、=10-14（V碱 / V酸）两边取负对数得：a+b=14lg（V碱 / V酸）若混合后溶液显酸性：若混合后溶液显碱性：同学们在学习中要善于总结、积累，把自己积累的经验、成果用于指导自己的学习。例如掌握了上述关系后，解下列题目就很轻松。在20时，有PH值为x（x6）的盐酸和PH值为y（y8）的NaOH溶液，取Vx升该盐酸同该NaOH溶液中和，需Vy升NaOH溶液 （1）若x+y=14时，则= （2）若x+y=13时，则= （3）若x+y14时，则= （表达式），且Vx Vy（填或=）4实战演练一 选择题 1.水是一种极弱的电解质,在室温下平均每n个水分子只有一个水分子能电离，则n是 （ ）A.

22、110-4 B. 55.6107 C. 1107 D. 6.0210212将1molL-1H2SO4溶液100mL与质量分数为10%的NaOH溶液50g混合均匀后，滴入甲基橙指示剂，此时溶液的颜色是（ ）A浅紫色 B黄色 C红色 D无色3.pH定义为pH=-lgc(H)，pOH定义为pOH=-lgc(OH-)，Kw表示25时水的离子积常数，则弱酸性溶液中的c(H)可表示为 ( )A、Kw/pOH mol/L B、10pOH-14 mol/L C、10 14-pOH mol/L D、10-pOH mol/L4能使水的电离平衡正向移动，而且所得溶液呈酸性的是 （ ）A将水加热到100时，水的pH=

23、6 B向水中滴加少量稀硫酸C向水中滴加少量NaHCO3 D向水中加入少量明矾晶体5. 常温下某溶液中水电离出的C(H+) = 110-13 mol/L，则下列说法中正确的是 （ ）A该溶液一定呈酸性 B该溶液一定呈碱性C该溶液中一定有C(OH-) = 0.1mol/L D该溶液的pH值为1或13625时，在水电离出的C(H+)=110-5摩/升的溶液中，一定能大量共存的是 ( )A.Al3+、NH4+、SO42-、Cl- B. Mg2+、K+、SO42-、HCO3-C.K+、Na+、Cl-、SO42- D.Ba2+、Cl-、Na+、PO43-7.有、三瓶体积相等，浓度都是1mol/L的HCl溶

24、液，将加热蒸发至体积减小一半，在中加入CH3COONa固体(加入后溶液仍呈酸性)，不作改变，然后以酚 酞作指示剂，用溶液滴定上述三种溶液，消耗的NaOH溶液的体积是 ( )A、= B、 C、= D、=8NH4Cl溶于重水(D2O)生成一水合氨和水合离子的化学式为 （ ）A、NH3D2O和HD2O+ B、NH3HDO和D3O+C、NH2DD2O和DH2O+ D、NH2DHDO和D3O+ 9.室温时，pH=10的氨水和Na2CO3溶液中，水电离产生的C(H+)前者与后者之比 （ ）A11 B1010104 C1041010 D101010710.25，向VmLpH = a的NaOH溶液中滴加pH = b的盐酸10VmL时，溶液中Cl