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1、考点 32 水的电离和溶液的PH 1 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 lg H 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 OH H 1 10 7 7 中性 H OH H OH
2、 1 10 7 7 碱性 H OH H 1 与 10 7 7 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 10 n 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 pH 0 故直接用 H 表示 3 判断溶液呈中性的依据为 H 0 OH 或 pH pOH 2 1 pKw 只有当室温时 Kw 1 10 14 H OH 10 7mol L 溶液呈中性 pH pOH 2 1 pKw 7 分析原因 H2O H OH Q 由于水的电离是吸热的 湿
3、度越高 电离程度越大 kw 越大 中性 pH pOH 2 1 pKw T Kw pH pOH T Kw pH pOH 如 100 KW 1 10 12 pKw 12 中性时 Ph 2 1 pKw 6 7 图示 不同湿度 T1 T2 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
4、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 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 酸性区 2 OH T 碱性区 T1
5、 H 中性 碱性区 T1 2T pH pOH 中性 酸性区 7 pH HCl HAC 加水加水 NaOH 3 NH H2O 7 pH 7 HCl pH 32 HAC V 2O H NaOH 7 NH pH OH V HO 2 强酸弱酸稀释强 弱碱稀释 前 倍稀释到 n 10 后前 倍稀释到 n 10 后 pH a pH HCl a n 7 pH b Ph NaOH b n 7 pH HAC a n 7 pH NH3 H2C b n 7 pH HCl n pH NaOH n pH HAC n pH NH3 H2O n pH HCl pH HAC pH NaOH pH NH3 H2O 注意 酸无论
6、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 pH 2 强碱 pH pH 大 0 3 若不等体积混合 物质的量浓度强酸 H 总 21 2211 VV VMVM 分别为 M1 M2体积分别为 强碱 OH 总 21 2211 VV VMVM V1 V2的一元强酸或强碱 注意 强酸
7、直接由 H 总求 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pH pH碱 0 3 若 pH酸 pH碱 14 则酸过量pH pH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
8、 V2 10 n 时 a b 分别为多少 分析 呈中性 即pH 7 nH nOH 10 a V 1 10 14 b V2 V1 V2 10 14 a b 10 n 10a b 14 n a b 14 a b 14 n 若呈酸性 即 pH 7 nH nOH 10 a V1 10 14 b V2 V1 V2 10 14 a b 10 n 10 14 a b a b 14 n 若呈碱性 即pH 7 同理可知 a b 14 n 想一想 若V1 V2 1 10 n 10 n 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
9、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pH 7 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pH 7 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
10、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 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 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 2NH3NH4 NH 2 据此判断以下叙述中错误的是 A 液氨中含有NH3 NH4 NH 2 等微粒 B 一定温度下液氨中C NH4 C NH 2 是一个常数 C 液氨的电离达到平衡时C NH3
11、 C NH4 C NH 2 D 只要不加入其他物质 液氨中C NH4 C NH 2 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 NaNH2溶于水的反应 类似于 H OH H 2O 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 H 2O 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 NH 2 H 与 NH 3结 合生成 NH4 液氨电离产生等量的 NH2 与 NH 4 一定温度下离子浓度乘积为一常数 NH4 类似于 H NH 2 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
12、 H2 2Na NH2 NaNH 2 H2O NaOH NH3 或 NH2 H 2O OH NH 3 NH2 NH 4 2NH 3 或 NH4Cl NaNH2 2NH3 NaCl 知识点二 水的离子积 例 2 某温度下纯水中C H 2 10 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 5 10 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
13、用此值可求出盐酸中的C OH 答案 纯水中C OH C H 2 10 7 mol L Kw C H C OH 2 10 7 2 10 7 4 10 14 稀盐酸中C OH Kw C H 4 10 14 5 10 6 8 10 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 CrO 4 2 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 8 10 10 Ksp Ag2CrO4 Ag 2 CrO 4 2 1 9 10 12 现有 0 001 摩 升 Ag
14、NO3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 CrO 4 2 中哪种先沉淀 2 当 CrO4 2 以 Ag 2CrO4形式沉淀时 溶液中的 Cl 离子浓度是多少 CrO4 2 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 Ag 2CrO4沉淀时 所需 Ag 浓度求出此时溶液中 Cl 的浓度可
15、判断是否达到有效分离 解答 1 AgCl 饱和所需Ag 浓度 Ag 1 1 8 10 7 摩 升 Ag2CrO4饱和所需 Ag 浓度 Ag 2 1910 0 001 12 4 36 10 5 摩 升 Ag 1 Ag 2 Cl 先沉淀 2 Ag2CrO4开始沉淀时 Cl 1810 4 3610 10 5 4 13 10 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NaHCO 3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
16、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 1 10 7mol L 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 10 14 两边取负对数 lgC H lgC OH lg10 14 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 OH 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
