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1、第二节 水的电离和溶液的pH复习目标展示1. 了解水的电离、水的离子积、溶液pH等概念。2了解影响水电离平衡的因素及酸、碱溶液稀释时pH的变化规律。3掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算。水的 电离和溶液的pH在今后几年的高考命题中很有可能出现，一般以选 择题形式出现，考查得很灵活，计算部分不难，但是考生须牢记水的电离、水的离子积、溶液pH等概念。知识点1 水的电离 问题1：水的电离性质？水的离子积大小？影响水的电离平衡的因素？【思维延伸】1水的电离水是一种极弱的电解质，只能微弱地电离，并存在着电离平 衡。水的电离方程式：H2O HOH。2水的离子积常数25时，由纯水的导电性
2、实验测得，1 L纯水中只有1107 mol H2O电离。所以在常温时：KWc(H)c(OH)1107110711014。KW只与温度有关，KW是常数。考点1 影响水电离平衡的因素1温度：由于水的电离过程吸热，故升温使水的电离平衡右移，即加热能促进水的电离，c(H)、c(OH)同时增大，KW增大，pH变小，但c(H)与c(OH)仍相等，故体系仍显中性。2酸、碱：在纯水中加入酸或碱，酸电离出的H或碱电离出的OH均能使水的电离平衡左移，即酸、碱的加入抑制水的电离。若此时温度不变，则KW不变，c(H)、c(OH)此增彼减。即：加酸，c(H)增大，c(OH)减小，pH变小。加碱，c(OH)增大，c(H)
3、减小，pH变大。3能水解的盐：在纯水中加入能水解的盐，由于水解的实质是盐电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的H或OH，所以水解必破坏水的电离平衡，使水的电离平衡右移。即盐类的水解促进水的电离。4其他因素：向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H直接作用，因而同样能促进水的电离。要点深化(1)KW揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H和OH共存，只是相对含量不同而已。KW只与温度有关，KW不仅适用于纯水，还适用于酸、碱、盐的稀溶液。(2)由于水的离子积的存在，在弱电解质稀释时，溶液中总有一种浓度增大的离子。如弱酸稀释时，c(OH)增大，弱碱稀释时，c(H)增大。(3)溶液中的c(H)和
4、水电离出来的c(H)是不同的：常温下水电离出的c(H)1107 mol/L，若某溶液中水电离出的c(H)1107 mol/L，则可判断出该溶液中加入的酸或 碱抑制了水的电离；若某溶液中水电离出的c(H)1107 mol/L，则可判断出该溶液中加入的水解的盐或活泼金 属促进了水的电离。(4)常温下，溶液中的c(H)1107 mol/L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液。常温下，c(H)1107 mol/L，说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。 【例1】 25时，水的电离达到平衡：H2O HOH，H0，下列叙述正确的是 ( )A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体
5、硫酸氢钠，c(H)增大， KW不变C向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变答案：B变式训练1把1 mL 0.1 molL1的H2SO4加水稀释制成2 L溶液，在此溶 液中由水电离产生的H，其浓度接近于 ( )A1104 molL1 B1108 molL1C11011 molL1 D11010 molL1答案：D 知识点2 溶液的酸碱性和pH问题2：溶液酸碱性的实质？pH的表示方法？溶液的pH简单计算和测定方法？考点2 溶液的酸碱性和pH1溶液的酸碱性溶液酸碱性的判断依据：c(H)c(OH)，溶液呈酸性；c(H)c(OH)，溶液呈中性；c(H
6、)c(OH)，溶液呈碱性，上述判断与溶液的温度、溶液的种类无关。2溶液的pHpH1g c(H)，溶液的酸碱性与c(OH)和c(H)的相对大 小、c(H)和pH的关系如下表所示：3.pH试纸的使用(1)方法：把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。(2)注意：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；用pH试纸读出的pH只能是整数。要点深化1溶液pH的计算(1)总体原则若溶液为酸性，先求c(H)，再求pH；若溶液为碱性，先求c(OH)，再由c(H)求c(H)，最后求pH。(2)具体情况(室温下)酸、碱溶
7、液pH的计算a强酸溶液，如HnA，设浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlgc(H)lg(nc)。b强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c molL1，c(H) molL1，pH1gc(H)14lg(nc)。 酸、碱混合pH计算a两强酸混合b两强碱混合c强酸、强碱混合(一者过量)d强酸、强碱的pH之和与H和OH浓度比较pH(酸)pH(碱)14，c酸(H)c碱(OH)pH(酸)pH(碱)14，c酸(H)c碱(OH)pH(酸)pH(碱)14，c酸(H)c碱(OH)推导：pH(酸)pH(碱)lg14lg 。特别提示：应用以上要点，可解决有关pH计算问题，在具体计 算中还有以下技巧：若p
8、H(pH的差值)2的两种强酸溶液等体积混合，pH混pH小0.3；若pH2的两种强碱溶液等体积混合，pH混pH大0.3。2酸、碱溶液稀释时pH的变化(1)强酸、弱酸的稀释(2)强碱、弱碱的稀释【例2】 (2008全国理综，9)取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为 ( )A0.01 mol/L B0.017 mol/LC0.05 mol/L D0.50 mol/L答案：C变式练习2pH5的盐酸和pH9的氢氧化钠溶液以体积比119混 合，则混合液的pH为 ( )A7.2 B8 C6 D无法计算答案：C 3pH相同的醋酸和盐酸，分别用蒸馏水稀释
9、至原来体积的m倍 和n倍。稀释后的溶液的pH仍相等，则m和n的关系是 ( )Amn Bmn Cmn D不能确定答案：A 【例3】 将pH9的Ba(OH)2溶液和pH12的NaOH溶液以体积比41相混合，则室温时混合液中c(H)为 ( )A.(10124109)molL1B.(10128109)molL1C51012 molL1D.1010 molL1标准答案：C 【例4】 (山东淄博)已知水在25和95时，其电离平衡曲线如图所示：(1)则25时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)，请说明理由 。(2)25时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则N
10、aOH溶液与H2SO4溶液体积比为_。(3)95时，若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是 。A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小101ab14或pH1pH214(4)曲线B对应温度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH 溶液等体积混合后，混合溶液的pH5。请分析其原因：。思路点拨：本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡、水的离子积和溶液pH的影响。(1)当温度升高时，促进水的电离，水的离子积也增大，水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大，水的pH也减小，但溶液仍然呈中
11、性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断，25时水的电离平衡曲线应为A，理由为水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离程度增大。 曲线B对应95，此时水的离子积为1012，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pH5 (2)25时所得混合溶液的pH7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH)n(H)，则V(NaOH)105 molL1 V(H2SO4)104 molL1得，V(NaOH)V(H2SO4)101 。(3)要注意是95时，水的离子积为1012，即c(H)c(OH)1012，即：等体积强酸强碱反应至中性时pH
12、(酸)pH(碱)12。根据95时混合物溶液呈中性，pH2b的某强碱溶液中c(OH)10b12；有10010a110b12，即：10a210b12，所以，有以下关系：ab14，或pH1pH214。高分解密(1)非常温状态下，水的离子积不是11014。(2)非常温状态下，pH7非中性。(3)溶液酸碱性的实质不因温度的变化而变化。规律支持(1)KW与温度有关，因为水的电离过程是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，KW增大。如100时，KW1012。(4)在曲线B对应温度下，因pH(酸)pH(碱)12，可得酸碱两溶液中c(H)c(OH)，如果强酸、强碱，两溶液等体积混 合后溶液应呈中性；现混合溶液
13、的pH5，即等体积混合后溶液显酸性，说明H与OH完全反应后又有新的H产生，即 酸过量，所以说酸HA是弱酸。(2)KW不仅适用于纯水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H)H2Oc(OH)H2O 如酸性溶液中：c(H)酸c(H)H2Oc(OH)H2OKW 碱性溶液中：c(OH)碱c(OH)H2Oc(H)H2OKW(3)水的离子积常数揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H和OH共存，只是相对含量不同而已。并且在稀酸或稀碱溶液中，当温度为25时，KWc(H)c(OH)11014仍为同一常数。(4)水的电离是永恒存在的，在研究水溶液体系中离子的成分时，不要忽略H和OH共同存在。另外，通过对水的离子积研究，知道水溶液的酸碱性是c(H)和c(OH)相对大小不同形成的,即：c(H)c(OH) 酸性c(H)c(OH) 中性c(H)c(OH) 碱性 1(5分)(2010德州期末)纯水在25时的氢离子浓度与90时的氢离子浓度的关系是 （ ）A大于 B等于 C小于 D不能肯定解析：水的电离过程是吸热的，所以90时纯水电离出的c(H)和c(OH)比25时
