水的电离及溶液pH的计算

1、水的电离及溶液水的电离及溶液pH的计算的计算永安十二中化学课题组永安十二中化学课题组 汤远斌汤远斌一、水的电离一、水的电离H2O + H2O H3O+ + OH-水分子间的碰撞水分子间的碰撞 有效碰撞有效碰撞 共价键断裂共价键断裂吸收热量吸收热量H0已知已知25时纯水中时纯水中H+和和OH-浓度均为浓度均为1.010-7mol L-1。H2O H+ + OH-简写：简写：电离电离分子化分子化定量：定量：2525时，时，1L1L纯水（约纯水（约55.6molH55.6molH2 2OO） 中只有中只有1 11010-7-7molHmolH2 2OO发生电离，发生电离， 其电离度为其电离度为1.8

2、1.810107 7 在水中投入金属钠，对水的电离平衡有无影响？在水中投入金属钠，对水的电离平衡有无影响？ 作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？温度温度:TH2O H+ + OH-H0 在水中通入氯气，对水的电离平衡有无影响？在水中通入氯气，对水的电离平衡有无影响？ 平衡向电离方向移动！平衡向电离方向移动！平衡向分子化方向移动！平衡向分子化方向移动！离子浓度离子浓度:C(H+)、C(OH-）Na+H+Cl2+H2OH2O H+ + OH-H02OHOHHK 何谓水的离子积？何谓水的离子积？KW 与与K意义是否相同意义是否相同 ？ KW的适

3、宜条件的适宜条件是什么？是什么？2OHHOHKOHHKWK是常数， H2O是常数， K H2O必是常数令：K H2O= KW水的离子积常数，简称水的离子积25时，纯水中时，纯水中H+与与OH-都是都是1.010-7molL-1。所以。所以KW25=1.010-14(molL-1)2 水的电离水的电离水是一种极弱的电解质，能微弱的电离水是一种极弱的电解质，能微弱的电离: : H2O+H2O H3O+OH 简化为简化为H2O H+OH总结：水的电离总结：水的电离 及及Kw水的离子积常数，简称为水的离子积水的离子积常数，简称为水的离子积K Kw w= =C(HC(H+ +) )C(OHC(OH- -

4、）=1=11010-14-14（2525常压）常压） 1 .在水中在水中 H+，OH-，H2O共存共存 2.水的电离是吸热过程水的电离是吸热过程注意：注意：二、二、K KW W的影响因素的影响因素1、温度越高、温度越高KW 越大，温度越低越大，温度越低KW 越小。越小。2、升高温度促进水的电离，降低温度抑制水的电离。、升高温度促进水的电离，降低温度抑制水的电离。KW只与温度有关而与浓度无关。只与温度有关而与浓度无关。H2O H+ + OH-H0H2O H+ + OH-2、根据水的电离平衡、根据水的电离平衡和下列和下列条件条件的改变，填空：的改变，填空：关键点关键点1 1：水的电离平衡的移动水的

5、电离平衡的移动关键点关键点2 2：水的离子积水的离子积KWH0升高温度升高温度加入加入NaCl加入加入NaAc加入加入HClKwOH-变化变化H+变化变化水的电离平衡移动方向水的电离平衡移动方向改变条件改变条件加入加入NaOH加入加入NH4Cl1、Kw随温度的升高而增大，常温随温度的升高而增大，常温Kw= 110142、向纯水中加入酸或碱，溶液中、向纯水中加入酸或碱，溶液中c(H+)c(OH) 仍仍等于等于 11014，由水电离产生的，由水电离产生的c(H+)与与c(OH) 仍仍相等，但小于相等，但小于1107mol/L。Kw适用于中性、酸适用于中性、酸性、碱性溶液。性、碱性溶液。注注 意意练

6、习：练习：1.下列说法正确的是（下列说法正确的是（ ）A、HCl溶液中无溶液中无OH-B、NaOH溶液中无溶液中无H+C、NaCl溶液中既无溶液中既无OH-也无也无H+D、常温下，任何物质的水溶液中都有、常温下，任何物质的水溶液中都有H+和和OH-，且，且Kw=H+OH-=10-14D2、Kw仅仅是温度的函数。下列关于仅仅是温度的函数。下列关于Kw与温度关系与温度关系的叙述中，正确的是（的叙述中，正确的是（ ）双选）双选A、温度越高，、温度越高， Kw越大越大B、温度越低，、温度越低， Kw越大越大C、随着温度的升高，、随着温度的升高， Kw可能增大，也可能增大，也 可能减小可能减小D、随着温

7、度的升高，、随着温度的升高， Kw肯定增大，肯定增大，H+和和OH-浓度浓度同时升高同时升高A D3、水的电离过程为、水的电离过程为H2O H+ + OH-，在不同温度下其，在不同温度下其离子积为离子积为KW25=110-14， KW35 =2.1 10-14。则下列。则下列叙述正确的是：叙述正确的是：A、H+ 随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低B、在、在35时，纯水中时，纯水中 H+ OH-C、水的电离常数、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程D4下列措施能使下列措施能使KW增大的是增大的是()A温度不变向水中加入温度不变向水中加入NaOH溶液

8、溶液B温度不变向水中加入稀温度不变向水中加入稀H2SO4C温度不变向水中加入温度不变向水中加入NaCl固体固体D加热升温加热升温解析：解析：水的离子积常数只受温度影响，与外加水的离子积常数只受温度影响，与外加酸、碱或盐无关。升高温度，酸、碱或盐无关。升高温度，KW增大，降低增大，降低温度，温度，KW减小。减小。答案：答案：D溶液的溶液的酸碱性酸碱性c(H+)、c(OH)的关系的关系任意温度任意温度酸性酸性中性中性碱性碱性c(H+) c(OH)c(H+) = c(OH)c(H+) c(OH)分析酸碱对水的电离平衡的影响结果与分析酸碱对水的电离平衡的影响结果与溶液性质的关系得溶液性质的实质溶液性质

9、的关系得溶液性质的实质 练习练习. 某温度时，水的离子积常数为某温度时，水的离子积常数为110- 12moL2L-2，若该溶液中，若该溶液中H+浓度为浓度为110-7moLL-1，则该溶液（，则该溶液（ ）双选）双选A、呈碱性、呈碱性 B、呈酸性、呈酸性C、呈中性、呈中性 D、C(OH-)=100C(H+)A D 室温下室温下,下列四种溶液下列四种溶液 A、pH=4 B、c(H+) = 1105 mol/L C、c(OH-)= 11011 mol/L D、PH = 10 其中酸性最强的是其中酸性最强的是_ 碱性最强的是碱性最强的是_pH=5c(H+) = 1103mol/LpH=3cDc(H+

10、) = 1104mol/Lc(H+) = 11010mol/L3、25 时，时，0.01molL-1盐酸溶液中。盐酸溶液中。 H+、OH-分别为多少？分别为多少？ 25时，时， 0.01molL-1 NaOH溶液中。溶液中。 H+、OH-分别为多少？分别为多少？4、 25、浓度均为、浓度均为0.1molL-1的下列溶液中的下列溶液中H+由大到小的排列由大到小的排列顺序：顺序：氨水氨水 NaOH 盐酸盐酸 醋酸醋酸1、判断正误：、判断正误：任何水溶液中都存在水的电离平衡。任何水溶液中都存在水的电离平衡。 任何水溶液中（不论酸、碱或中性）任何水溶液中（不论酸、碱或中性） ，都存在，都存在Kw=10

11、-14 。 某温度下，某液体某温度下，某液体H+= 10-7molL-1，则该溶液一定是纯水。，则该溶液一定是纯水。 利用利用Kw的定量计算的定量计算求求溶液中溶液中的的H+或或OH- H+ 10-2molL-1、OH- 10-12 molL-1 H+ 10-12molL-1 、OH- 10-2molL-1 2、已知、已知KW100=10-12，在，在100 时，纯水中时，纯水中H+ 为多少？为多少？ 迁迁 移移 应应 用用1、0.01molL-1盐酸溶液中。由水电离出的盐酸溶液中。由水电离出的H+H2O、OH-H2O分别是多少？分别是多少？ H+H2O 10-12 molL-1 、OH-H2

12、O 10-12 molL-1 2、 0.01molL-1 NaOH溶液中。由水电离出的溶液中。由水电离出的H+H2O、OH-H2O分别是多分别是多少？少？ H+H2O 10-12 molL-1 、OH-H2O 10-12 molL-1 3、25时，时，某溶液中由水电离产生的某溶液中由水电离产生的H+H2O= 10-11 molL-1 ，则该溶液，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 H+的可能值的可能值 ？ 可能为酸性，也可能为碱性！可能为酸性，也可能为碱性！ 酸液：酸液：H+ 10-3 molL-1 、 OH- 10-11 molL-1 碱液：碱液：H+ 10

13、-11 molL-1 、 OH- 10-3 molL-1 利用利用Kw的定量计算的定量计算求求H+H2O或或OH- H2O任何水溶液中由水任何水溶液中由水电电离出离出来来的的HH+ + H2OH2O=OH=OH- - H2OH2O相同浓度的相同浓度的H+和和OH-同等程度抑制水的电离同等程度抑制水的电离【例【例1】某温度下纯水中】某温度下纯水中C(H+) = 210-7 mol/L，则此时纯水中的则此时纯水中的C(OH-) = _。若温度不变，滴入稀盐酸使若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 510-6 mol/L，则此时溶液中的，则此时溶液中的C(OH-) = _。那么此时水电离出的那么此

14、时水电离出的C(H+) = _。答案：纯水中答案：纯水中 C(OH-) = C(H+) = 210-7 mol/LKw = C(H+)C(OH-) = 210-7210-7 = 410-14稀盐酸中稀盐酸中 C(OH-) = Kw / C(H+) =(410-14) / (510-6) = 810-9 mol/L水电离出的水电离出的C(H+) = C(OH-) = 810-9 mol/L【例【例2】 ：某溶液中由水电离出来的：某溶液中由水电离出来的C(OH)= 10-12mol/L，则该溶液中的溶质不可能是：，则该溶液中的溶质不可能是：A、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、H2SO4

15、解析：由水电离反应式知：此溶液水电离产解析：由水电离反应式知：此溶液水电离产生的生的C(H+)=C(OH) =10-12mol/L，若溶液中，若溶液中的的H+全部来自水的电离，则此溶液显碱性，全部来自水的电离，则此溶液显碱性，是因溶有碱类物质所致，若溶液中的是因溶有碱类物质所致，若溶液中的H+不仅不仅为水电离所产生，则此溶液显酸性，为酸性为水电离所产生，则此溶液显酸性，为酸性物质电离所致。物质电离所致。NH4Cl不可能电离产生不可能电离产生H+。解答：解答：C 变式变式 某溶液中水电离产生的某溶液中水电离产生的C(H+)=10-3mol/L，,该溶液该溶液中溶质可能是（中溶质可能是（ ） Al

16、2(SO4)3 NaOH NH4Cl NaHSO4A、 B、 C、 D、B【例【例3】能促进水的电离，并使溶液中】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)C(OH)的操作是的操作是 （ ）（1）将水加热煮沸）将水加热煮沸 （2）向水中投入一小块金）向水中投入一小块金属钠属钠 （3）向水中通）向水中通CO2 （4）向水中通）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体）向水中加入明矾晶体 （6）向水中加入）向水中加入NaHCO3固体固体 （7）向水中加）向水中加NaHSO4固体固体A、（、（1）（）（3）（）（6）（）（7） B、（、（1）（）（3）（）（6） C、（、（5）（）（7） D、（、（5）D

17、【例【例4】（】（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：电离：2NH3 NH4+ NH2-。据此判断以下叙述中错误的。据此判断以下叙述中错误的是是（ ）A液氨中含有液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒等微粒B一定温度下液氨中一定温度下液氨中C(NH4+)C(NH2-)是一个常数是一个常数C液氨的电离达到平衡时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）完成下列反应方程式在液氨中投入一小块金属钠，放

18、出气体在液氨中投入一小块金属钠，放出气体NaNH2溶于水的反应溶于水的反应类似于类似于“H+OH=H2O”的反应的反应NH2+NH4+ =2NH3 或或NH4Cl+NaNH2=2NH3+NaClC2Na+2NH3=H2+2NaNH2NaNH2+H2O=NaOH+NH3 或或NH2+H2O=OH+NH3三、强电解质和弱电解质三、强电解质和弱电解质强酸：强酸：11强电解质强电解质（1）概念：）概念：（2）电离：）电离：（3）物质属类：）物质属类：强碱：强碱：绝大多数盐：绝大多数盐：在稀的水溶液中，在稀的水溶液中，完全完全电离的电解质称为电离的电解质称为强强电解质。电解质。完全，不可逆，完全，不可逆

19、，“=”HCl、H2SO4、HNO3等等NaOH、KOH、Ba(OH)2、 Ca(OH)2等等NaCl、K2CO3 、BaSO4、 CaCO3等等弱酸：弱酸：22弱电解质弱电解质（1）概念：在稀的水溶液中，）概念：在稀的水溶液中，部分部分电离的电解质称为电离的电解质称为弱弱电解质。电解质。（2）电离：不完全，可逆，）电离：不完全，可逆，“ ”（4）物质属类：）物质属类：H2SO3、 H3PO4 、HF等等少数盐：少数盐：水：水：CH3COOH、H2CO3、 HClO 、HCN、(CH3COO)2Pb等等H2O 答案：答案：B3.下列离子方程式正确的是下列离子方程式正确的是()A钠与水反应：钠与

20、水反应：NaH2O=NaOHH2B氯气与水反应：氯气与水反应：Cl2H2O=2HClClOC氢氧化铝中和胃酸：氢氧化铝中和胃酸： Al(OH)33H=Al33H2OD用用FeCl3溶液腐蚀印刷电路板：溶液腐蚀印刷电路板： Fe3Cu=Fe2Cu2 答案：答案：C四、溶液的酸碱性及四、溶液的酸碱性及pH值值 c(H+) 1PH概念：概念： PH_2用用PH试纸测量溶液试纸测量溶液PH的操作方法：的操作方法：_用用H+物质的量浓度的负对数来表示。物质的量浓度的负对数来表示。直接把待测液滴在干燥的直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸上试纸上，试纸上显出颜色后马上（显出颜色后马上（30s内）跟标准比

21、色卡相对内）跟标准比色卡相对比比1、酸性越强、酸性越强, pH值越小值越小, 碱性越强碱性越强, pH值越大。值越大。2、任意水溶液中、任意水溶液中c(H+) 0, 但但pH可为可为0.3、当溶液中、当溶液中c(H+) 1mol/L时时, pH0.故溶液的故溶液的酸碱性不用酸碱性不用pH表示表示,直接用直接用c(H+)表示表示. 下列溶液一定呈中性的是下列溶液一定呈中性的是() ApH7的溶液的溶液 BHOH的溶液的溶液 C由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液 D非电解质溶于水得到的溶液非电解质溶于水得到的溶液答案：答案：B 1.(2011扬州高二质检扬州高

22、二质检)我们常见的一些食物在我们常见的一些食物在室温时的近似室温时的近似pH如下：如下： 则下列说法中不正确的是则下列说法中不正确的是() A鸡蛋清显碱性鸡蛋清显碱性 B胃酸过多的人应少吃四川泡菜胃酸过多的人应少吃四川泡菜 C橘子汁能使石蕊试液变红橘子汁能使石蕊试液变红 D牛奶比鸡蛋清的碱性强牛奶比鸡蛋清的碱性强食物食物橘子汁橘子汁四川泡菜四川泡菜牛奶牛奶鸡蛋清鸡蛋清近似近似pH范围范围3.04.03.23.66.36.67.68.0 答案：答案：D例例6、0.05mol/L硫酸溶液的硫酸溶液的pH为为_例例7、100mL5104mol/L的的Ba(OH)2 溶液的溶液的pH 。111c(酸酸

23、)电离电离c(H+)pHlg c(H+)c(碱碱)c(OH-)Kwc(H+)pHlg c(H+)电离电离2等浓度的下列溶液中等浓度的下列溶液中pH最大的是（最大的是（ ） ANaOH BKHSO4 CNH3H2O DKIAD 1、计算下列溶液的、计算下列溶液的pH值：值： 1）0.001mol/L盐酸盐酸 2）4g NaOH 溶于溶于1L水中所得到的溶液水中所得到的溶液pH=3pH=133pH相同时，物质的量浓度最大的酸是（相同时，物质的量浓度最大的酸是（ ） AHCl BHNO3 CH2SO4DCH3COOH例例8、将、将pH=3的盐酸稀释的盐酸稀释100倍后，溶液的倍后，溶液的pH是是_将

24、将pH=5的盐酸稀释的盐酸稀释10倍、倍、1000倍后，溶液倍后，溶液pH为为_5 例例9、将、将pH=10的的Ba(OH)2溶液溶液稀释稀释100倍后，溶液的倍后，溶液的pH是是 _ 8 1)强酸每稀释强酸每稀释10倍倍pH增大增大_个单位；强碱每稀释个单位；强碱每稀释10倍，倍，pH减小减小_个单位。个单位。强酸无限稀释时，强酸无限稀释时，c（）总是）总是_c（），所以），所以稀释后的稀释后的pH接近接近7但比但比7稍小；强碱无限稀释时稍小；强碱无限稀释时 _。nnc（）总是）总是 c（）,稀释后的稀释后的pH接近接近7但比但比7稍小稍小 76、将将pH=10的的NaOH溶液稀释溶液稀释1

25、0倍、倍、104倍后，溶液倍后，溶液的的pH分别为分别为_79、练练1、将、将pH=3的醋酸稀释的醋酸稀释100倍后，溶液的倍后，溶液的pH_5练练2、将、将pH=10的氨水稀释的氨水稀释100倍后，溶液的倍后，溶液的pH_81) 弱酸溶液稀释弱酸溶液稀释10n倍，溶液的倍，溶液的pH将增大，但增大将增大，但增大 不到不到n个单位个单位2) 弱碱溶液稀释弱碱溶液稀释10n倍，溶液的倍，溶液的pH将减小，但减小将减小，但减小 不到不到n个单位个单位思考思考：pH相同的盐酸和醋酸稀释相同体积后，相同的盐酸和醋酸稀释相同体积后，pH相相同吗？同吗？pH相同的盐酸和醋酸分别加水稀释倍和倍相同的盐酸和醋

26、酸分别加水稀释倍和倍pH仍保仍保持相同，则持相同，则不相同不相同2 2pHpH值不相同的两种溶液，前者值不相同的两种溶液，前者H H浓度为后浓度为后者者1010倍的是倍的是 （ ） A ApHpH4 4与与pHpH6 B6 BpHpH1010与与pHpH9 9 C CpHpH3 3与与pHpH4 4 D DpHpH9 9与与pH=8pH=8C1、 pHpH值为值为2 2的醋酸稀释的醋酸稀释100100倍后，溶液的倍后，溶液的pHpH值值在什么范围？在什么范围？ pHpH4 4 如果是如果是pHpH值为值为1111的氨水稀释的氨水稀释100100倍，溶液倍，溶液的的pHpH值又在什么范围？值又在

27、什么范围？9 pHpHcI (酸酸)电离电离cI (H+)cII (酸酸)电离电离cII (H+)C混合混合(H+)pHlg c(H+)例例10：在：在25时，时，pH值等于值等于1的盐酸溶液的盐酸溶液1L和和pH值值等于等于4的硫酸溶液的硫酸溶液1000L混合混合pH值为值为_3.7 下列四种溶液中下列四种溶液中,由水电离的氢离子浓度由水电离的氢离子浓度之比之比 的是的是 ( ).pH =0 的盐酸的盐酸 .0.1mol/L的盐酸的盐酸.0.01mol/LNaOH .pH=11的的NaOH溶液溶液0:1:12:11C.14:13:12:11 D.14:13:2:3 有下列溶液有下列溶液:0.

28、4mol/L的的HCl溶液与水等体积混合后的溶液溶液与水等体积混合后的溶液.pH0的溶液的溶液. C(OH)=11013mol/L的溶液的溶液.0.1mol/L的的CH3COOH溶液溶液 它们的酸性由强到弱的顺序是它们的酸性由强到弱的顺序是 ( ) A. B. C. D. C例例7、在、在25时，时，100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.4mol/L的的NaOH溶液混合后溶液混合后,溶液的溶液的pH值等于多少？值等于多少？NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lg =-lg(0.06-0.04)/（0.1+0.1）=-lg101=1例：在例：在25时，时，100ml0.4mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积 0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后的氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH值等于多少？值等于多少？解：解：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06C(OH-)=(0.06-0.04)/(0.1+0.1)=0.1=