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1、水的电离与溶液pH值的计算一、水的电离水是极弱的电解质,发生微弱的(自偶)电离。H2O + H2O H3O+ + OH-简写: H2O H+ + OH-实验测定:25 c(H+)=c(OH-)=1mol/L 100 c(H+)= c(OH-)= 1mol/L二、水的离子积(Kw)实验测定:25 Kw = c(H+)c(OH-)=1(定值)(省去单位)100 Kw = c(H+)c(OH-)=1 影响因素:1)温度:温度越高,Kw越大,水的电离度越大。对于中性水,尽管Kw温度升高,电离度增大,但仍是中性水,H+=OH-.2)溶液酸碱性:中性溶液,c(H+)=c(OH-)=1mol/L酸性溶液:c
2、(H+) c(OH-),c(H+)110-7mol/L c(OH-)110-7mol/L碱性溶液:c(H+) c(OH-),c(H+)110-7mol/Lc(H+)越大,酸性越强;c(OH-)越大,碱性越强。三、溶液pH值的计算1.pH的计算公式:(1)c(H+)=C酸酸(弱酸) c(H+)= nC酸 c(OH-)=C碱碱(弱碱) c(OH-)= nC碱(2) Kw = c(H+)c(OH-),c(H+)= c(OH-)=(3) pH=-lgc(H+) pOH=-lgc(OH-)(4) pH + pOH = 14(25)2.酸或碱溶液及稀释后的p H值的计算(25)1) 酸强碱溶液(单一溶液)
3、p H值的计算例1求0.1mol/L的H2SO4的pH值。例2. 0.1mol/L醋酸溶液中的c(OH-)?(25,已知该醋酸的电离度为1.32%)解:2)强酸或强碱溶液稀释后的pH值的计算(25) 例题1求将10m L pH5的盐酸稀释到100m L,10000m L后溶液的p H值。【练习1】求将100m L 0.2 mol/L的硫酸稀释到10000m L后溶液的p H值练习2求将10m L pH12的氢氧化钠溶液稀释到100m L,10000m L后溶液的p H值。小结2强酸、强碱在稀释时,当其浓度大于105mol/L时,不考虑水的电离。且:强酸溶液,pH(稀释)=pH(原来)+ lg
4、n (n为稀释的倍数)强碱溶液,pH(稀释)= pH(原来)- lg n (n为稀释的倍数)3.强酸溶液混合后溶液的pH计算例题 p H=1的盐酸与p H5的盐酸等体积混合后溶液的p H值为多少?练习 p H=2的盐酸与p H4的盐酸按体积比2:1混合后溶液的p H值为多少?小结3两强酸溶液混合时,设酸1中H+浓度为C1,体积为V1; 设酸2中H+浓度为C2,体积为V2则:C(H)(混) ;p H(混) 4.强碱溶液混合的p H计算练习p H=13 NaOH溶液与p H10的NaOH溶液等体积混合后的p H值为多少?小结4 两强碱溶液混合时,设碱1中OH浓度为C1,体积为V1; 设碱2中OH浓
5、度为C2,体积为V2则:C(OH) C(H)(混) ;p H(混) (注意:在计算碱混合时,不可直接用H,求混合后溶液的C(H),因为在碱溶液混合过程中,水的电离平衡会被破坏,而建立新的电离平衡,且其H浓度的变化对碱溶液中H的浓度影响较大。)5.强酸与强碱溶液的混合例题50m L0.6mol/L NaOH溶液和50m L0.4mol./L硫酸相混合后,溶液的p H约为多少?练习50m L0.6mol/L NaOH溶液和50m L0.4mol./L盐酸相混合后,溶液的p H约为多少?小结5 在酸碱反应中应先求出酸或碱哪者过量,如: 再求溶液的p H6.弱酸或弱碱溶液的稀释例题将体积都为10m L
6、,p H都等于3的醋酸和盐酸,加水稀释至amL和bmL,测得稀释溶液的p H均为4,则稀释后溶液体积( )A.a=b=100m L B.a=b=1000m L C.ab 小结7:对于弱酸或弱碱在稀释时,p H的变化值较强酸强碱小。【经典例题】考点一:电离平衡的移动例1:已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡:CH3COOHCH3COOH,要使溶液中c(H)/c(CH3COOH)值增大,可以采取的措施是 ( )A.加少量烧碱溶液 B.升高温度 C.加少量冰醋酸 D.加水【变式训练1】欲使0.1 molL-1的NaHCO3溶液中c(H+)、c(CO32-)、c(HCO3-)都减少,其方法是
7、 ( )A通入二氧化碳气体 B加入氢氧化钠固体 C通入氯化氢气体 D加入饱和石灰水溶液【变式训练2】把足量熟石灰放入蒸馏水中,一段时间后达到平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq)+2OH(aq),下列叙述正确的是 ( )A. 给溶液加热,溶液的pH升高 B. 恒温下向溶液中加入CaO,溶液的pH升高C. 向溶液中加入Na2CO3溶液,则其中的Ca(OH)2的固体增多D. 向溶液中加入少量的NaOH固体,则其中的Ca(OH)2的固体增多解析:注意,对于氢氧化钙来说,升高温度会降低其在溶液中的溶解度,导致溶质减少,pH值会降低;而加入氧化钙也是同样的道理,因为原溶液是个饱和溶液;而加碳酸钠会
8、形成碳酸钙沉淀,溶液中的氢氧根减少,平衡像右移动,氢氧化钙固体会减少;而加氢氧化钠会是平衡左移,固体增多。考点二:水的电离和水的离子积例1:25 时,水的电离达到平衡:H2O;DH0,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不变解析:向水中加入稀氨水,抑制了水的电离但c()增大,加入少量固体CH3COONa促进水的电离但c() 降低,将水加热KW增大,pH将减小。【变式训练3】在50液氨中有2NH3(液) NH4+NH2的电
9、离平衡关系,两离子的平衡浓度均为11015mol/L,下列对50时液氨的离子积的表达中正确的是 ( )A离子积是11015 B不加入其他物质,液氨中C()= C()C若液氨中放人NaNH2,其离子积不变 D此液氨中放人NH4C1,其离子积数值增加解析:本题就是要理解离子积的概念,以及电离过程中各离子之间的关系,明白离子浓度和由某物电离出的离子浓度之间的区别。考点三:影响水的电离平衡的因素例3水的电离过程为H2O H+OH-,在不同温度下其平衡常数为K(25)=1.010-14,K(35)=2.110-14。则下列叙述正确的是 ( ) AC(H+)随着温度升高而降低B35时,C(H+)C()C水
10、的电离程度(25)(35) D水的电离是吸热的解析:注意科学计数法和规律,以及pH值的定义,明白温度对Kw的影响。【变式训练7】下列物质溶解于水时,使水的电离平衡向右移动,且是由于电离出的阴离子的原因的是 ( ) CH3COONa Na2SO4 NH4ClHCOOH 【变式训练8】 能促进水的电离,并使溶液中C(H+)C()的操作是 ( ) A将水加热煮沸 B向水中投入一小块金属钠 C向水中通CO2 D向水中通NH3 E向水中加入明矾晶体 F向水中加入NaHCO3固体 G向水中加NaHSO4固体解析:注意酸和碱或溶于水能电离出氢离子的物质都能抑制水的电离,强酸弱碱盐和强碱弱酸盐都能促进水的电离
11、。考点四:水电离产生的c (H+) 、c() 的计算例4:某温度下纯水中C(H+) = 2107 mol/L,则此时溶液中的C() = 若温度不变,滴入稀盐酸使C(H+) = 5106 mol/L,则此时溶液中的C() = 此溶液中水电离产生的c (H+) ,水电离产生的C() = 答案:2107 mol/L 8109mol/L 8109mol/L 8109mol/L【变式训练9】 室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离的c()为 ( ) A1.0107 mol/L B1.0106 mol/L C1.0102 mol/L D1.01012 mol/L【变式训练10】以下对常温时pH为9的KO
12、H溶液与pH为9的Na2CO3溶液中由水电离出的C(H+)的比较中,正确的是 ( ) A两者相等 B前者是后者的5倍 C后者是前者的104倍 D无法比较考点五:溶液pH的计算例5:室温时下列混合溶液的pH一定小于7的是A.pH=3的盐酸和pH11的氨水等体积混合 B.pH=3的盐酸和pH11的氢氧化钡等体积混合C.pH=3的醋酸和pH11的氢氧化钡等体积混合 D.pH=3的硫酸和pH11的氨水等体积混合解析:pH=3的盐酸和pH11的氨水等体积混合或pH=3的硫酸和pH11的氨水等体积混合时,氨水都是过量的。混合溶液的pH都大于7;pH=3的盐酸和pH11的氢氧化钡等体积混合时,酸碱恰好完全反应,混合溶液的pH等于7;pH=3的醋酸和pH11的氢氧化钡等体积混合时酸过量,混合液的pH一定小于721世纪教育网【变式训练11】下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是(