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2．难点聚焦一、水的电离及离子积常数⑴水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离：H2O+H2O H3O++OH－ 简写为 H2O H++OH－ （正反应为吸热反应）其电离平衡常数：Ka = ⑵水的离子积常数：Kw=[H+][OH-]250C 时Kw =1.0×10-14 mol2·L-2 水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大如1000C 时Kw =1.0×10-12 mol2·L-2 .⑶无论是纯水还是酸、碱,盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw二、影响水的电离平衡的因素⑴酸和碱：酸或碱的加入都会电离出 H+或OH-,均使水的电离逆向移动,从而抑制水的电离⑵温度：由于水的电离吸热，若升高温度，将促进水的电离， [H+]与[OH-]同时同等程度的增加，pH变小，但[ H+]与[OH-]始终相等，故仍呈中性⑶能水解的盐：不管水解后溶液呈什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大。
⑷其它因素：如向水中加入活泼金属，由于活泼金属与水电离出来的 H+直接作用，使[ H+]减少，因而促进了水的电离平衡正向移动三、溶液的酸碱性及pH的值 溶液的酸碱性，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+]，溶液酸碱性[H+]与[OH—]关系任意温度室温（mol/L）pH值（室温）酸性[H+]＞[OH—][H+]＞1×10—7＜7中性[H+]=[OH—][H+]=[OH—]=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10n倍.（2）任意水溶液中[H+]≠0，当pH=0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：[H0]= [OH—]或pH=pOH=pKw只有当室温时，Kw=1×10—14 [H+]=[OH—]=10—7mol/L溶液呈中性pH=pOH=pKw=7（4）溶液pH的测定方法： ①酸碱指示剂 ---只能判定pH范围 ②pH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 ③pH计---测定较精确.四、pHpH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用pH来表示pH的应用范围在0-14之间溶液PH计算的整体思路是：根据PH的定义PH=－lgc(H+)，溶液PH计算的核心是确定溶液中的c(H+)相对大小一）单一溶液的PH的计算若该溶液是酸性溶液，必先确定c(H+)，再进行PH的计算若该溶液是碱性溶液，必先确定c(OH-)，可根据c(H+)·c(OH-)=Kw换算成c(H+)，再求pH例1、求室温下1.0×10-3mol/L的Ba(OH)2溶液的pH解析：由题意c(OH-)=2.0×10-3mol/L，c(H+)·c(OH-)=Kw，c(H+)= Kw/ c(OH-)=5.0×10-12mol/L，pH=－lgc(H+)=－lg5.0×10-12=11.3二）溶液混合后的PH的计算两种溶液混合后，首先应考虑是否发生化学变化，其次考虑溶液总体积变化，一般来说溶液的体积没有加和性，但稀溶液混合时，常不考虑混合后溶液的体积的变化，而取其体积之和（除非有特殊说明）。
1、两强酸混合后的pH的计算先求混合后的c(H+)混，再直接求PH即：c(H+)混=[ c(H+)1×V1+ c(H+)2×V2]/（V1+ V2）例2、pH=4的盐酸和pH=2的盐酸等体积混合后，溶液的PH最接近于（ ）A．2.0 B. 2.3 C. 3.5 D. 3.7解析：由题意PH=4的盐酸，c(H+)1=1.0×10-4mol/L；PH=2的盐酸，c(H+)2=1.0×10-2mol/Lc(H+)混=（1.0×10-4mol/L×V +1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，PH= 2.3故应选B2、两强碱混合后的pH的计算先求混合后的c(OH-)混，再间接求pH即：c(OH-)混=[ c(OH-)1×V1+ c(OH-)2×V2]/（V1+ V2）知识拓展——0.3规则（近似规则）若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其PH相差2个或2 个以上时，混合液的PH有如下近似规律：两强酸等体积混合时，混合液的PH=PH小+0.3；两强碱等体积混合时，混合液的PH=PH大－0.3如上述例2若用0.3规则，就很方便，混合液的PH= PH小+0.3=2+0.3= 2.3。
3、强酸与强碱溶液混合后的PH的计算根据n(H+)与n(OH-)的相对大小先判断酸、碱的过量情况⑴强酸与强碱恰好完全反应，溶液呈中性，PH=7⑵若酸过量，溶液呈酸性，n(H+)＞n(OH-)，c(H+)混=[ n(H+)－n(OH-)]/V总⑶若碱过量，溶液呈碱性，n(OH-)＞n(H+)，c(OH-)混=[ n(OH-)－n(H+)]/V总，再求出c(H+)混例3、60ml0.5mol/LNaOH溶液和40ml0.4mol/L硫酸混合后，溶液的PH最接近于（ ）A. 0.5 B. 1.7 C. 2 D. 13.2解析：由题意知，酸碱中和反应后，酸过量，c(H+)混=[ n(H+)－n(OH-)]/V总=（0.032mol－0.03mol）/0.1L=0.02mol/L，PH=1.7，故应选B4、若未标明酸碱的强弱，混合后溶液PH不定，应分析讨论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。
下面把常见的几种情况分列出来.①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）②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）③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）④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）⑤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pH≤7考虑酸有强弱之分，若分弱酸，制反应后酸过量）⑥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⑤，弱碱过量）⑦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.例4、在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后PH一定小于7的是（ ）A．PH=3的硝酸和PH=11的氢氧化钠溶液B．PH=3的盐酸和PH=11的氨水C．PH=3的硫酸和PH=11的氢氧化钠溶液D．PH=3的醋酸和PH=11的氢氧化钠溶液解析：A、C两选项为强酸与强碱的混合，且PH1+ PH2=14，则溶液呈中性，PH=7B选项为强酸与弱碱的混合，且PH1+ PH2=14，则溶液呈碱性，PH＞7。
D选项为弱酸与强碱的混合，且PH1+ PH2=14，则溶液呈酸性，PH＜7故应选D注意：在相关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量”五、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—]减小的幅度降低在稀释弱酸或弱碱过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围如PH=3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜PH＜5；PH=10的氨水，稀释100倍，稀释后8＜PH＜10；PH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜PH≤5；PH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8≤PH＜10例如 ①等pH值的盐酸和醋酸，氢氧化钠和氨水分别加水稀释溶液的pH值变化，图示如下： 强酸弱酸稀释 强、弱碱稀释 注意： ①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7.②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例1、室温时将PH=5的硫酸溶液稀释1000倍后，则c(H+):c(SO42-)是（ ）A. 2:1 B. 21:1 C. 20:1 D. 22:1解析：PH=5时，c(H+)酸=1×10-5mol/L，c(SO42-)=5×10-6mol/L，稀释1000倍后，由硫酸电离出的c(H+)酸=1×10-8mol/L，c(SO42-)=5×10-9mol/L，考虑水的电离受硫酸的抑制，设水电离出的c(H+)为xmol/L，故水电离出的c(OH-)也为xmol/L，根据水的离子积在室温时为一常量，得方程(x+10-8)·x=10-14，解x=9.5×10-8，故c(H+):c(SO42-)=[c(H+)酸+c(H+)水]: c(SO42-)=10.5×10-8 mol/L: 5×10-9mol/L=21:1，故应选B。
例2、PH=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液，用蒸馏水稀释100倍，二者的PH的关系是（ ）A．氨水的PH大于氢氧化钠的PH B．氨水的PH小于氢氧化钠的PHC．都比原来小 D．氨水比原来的大，氢氧化钠比原来的小解析：氨水为弱碱，氢氧化钠为强碱，稀释100倍之后，氨水的9＜PH＜11，而氢氧化钠溶液的PH=9故选A、C六、溶液中由水电离出的[ H+]水与[OH-]水 先求出溶液中的[H+]和[OH－]H2O H++OH－ 由此式可看出[ H+]水=OH-]水酸和碱会抑制水的电离，所以在酸碱溶液中[ H+]水=OH-]水=[H+]、[OH－]中的小数值能水解的盐会促进水的电离，所以在能水解的盐溶液中[ H+]水=OH-]水=[H+]、[OH－]中的大数值例： 250C时，求以下溶液中的[ H+]水、OH-]水pH =4的盐酸溶液中，[ H+]水 OH-]水 pH =4的氯化。