第二十讲水的电离和溶液的pH值

1、第二十讲水的电离和溶液的pH值【考纲要求】1. 从水的电离平衡去理解水的离子积和溶液pH值的含义，掌握溶液pH值跟氢离子浓度和溶液酸碱性的关系。2.了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值。3.掌握酸碱的pH值计算以及氢离子浓度和pH值的互算。4.通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。 一、水的离子积 1定义 H2OH+OH-Q，KW=c(H+)·c(OH-) 2性质（1）在稀溶液中，KW只受温度影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。（2）在其它条件一定的情况下，温度升高，KW增大，反之则减小

2、。 二、溶液的pH 1定义 pH= -lg c(H+)，广泛pH的范围为014。注意：当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1mol时，不用pH表示溶液的酸碱性。2pH与溶液酸碱性的关系（25时）表5-1 pH与溶液的酸碱性pH溶液的酸碱性pH<7溶液呈酸性，pH越小，溶液的酸性越强pH=7溶液呈中性pH>7溶液呈碱性，pH越大，溶液的碱性越强 3改变溶液pH的常用方法表5-2 改变溶液pH的方法pH变化采取的措施pH增大加碱对于酸性溶液可加水稀释pH减小加酸对于碱性溶液可加水稀释 注意：酸性溶液无限加水稀释，pH只能接近于7，且仍小于7；碱性溶液无限加水稀释时，pH只能接近于7，且

3、仍大于7。 4有关pH的计算 （1）酸溶液中，c(H+)酸c(H+)水KW；碱溶液中，c(OH-)碱c(OH-)水KW。 （2）强碱、强碱溶液稀释的计算强酸溶液，pH（稀释）=pH（原来）+lg 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、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算表5-3 强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算混合物质两种溶液pH关系混合后溶液pHA、B均为酸pHA<pHBpHA+0.3A、B均为碱pHA<pHBpHB-0.3A是酸、B是碱pHA+pHB=147pHA+pHB<14(酸剩余)pHA+0.3pH

4、A+pHB>14(酸剩余)pHB-0.3 注意：酸碱溶液的pH之差必须2，否则误差较大。 *（4）pH、c、的关系 一元弱酸溶液中，pH=-lg c(H+)=-lg(c)一元弱碱溶液中，pOH=-lg c(OH-)=-lg(c)，pH=14-POH注意：*部分为新教材中不作要求的部分。水的电离和溶液的pH基础知识一、水的电离1、水是一种 的电解质，它能微弱电离生成 和 ，其电离方程式为 ，通常简写为 。2、在25时，1 L水的物质的量约为 mol，其中，只有mol H2O电离。 水的离子积常数，简称水的离子积，其表达式为Kw= ，Kw随温度升高而 ，因为水的电离是 的过程。例如：25时，

5、Kw为1×10-14 ，100时约为1×10-12。水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他水溶液。不论是纯水还是稀溶液，只要 不变，Kw就不变。二、溶液的酸碱性和pH、在酸、碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但H+与OH的浓度乘积仍是 。当加酸时，水的电离平衡 ，c (H+) c (OH)；当加碱时，道理也如此，只是c (OH) c (H+)。所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c (H+)和c(OH)的相对大小问题。、利用c (H+)和c(OH)的相对大小判断溶液的酸碱性： 若c (H+)c(OH)，则溶液呈 ； 若c (H+)c(OH)，则溶液呈 ； 若c (H+)c(OH

6、)，则溶液呈 。3、溶液酸碱性的表示方法pH(1)定义：pH 。(2)意义：pH大小能反映出溶液中c (H+)的大小，能表示溶液的酸碱性强弱。 常温下，pH<7溶液呈 ，pH越小，溶液酸性越；pH每减小1个单位，c (H+) 。当溶液的酸碱性用pH表示时，其c (H+)的大小范围一般为 mol/L <c (H+)<mol/L。即14>pH>0。三、关于pH的计算(填写计算式) 1、单一溶液的pH强碱OH-浓度为c(OH-)：2、混合溶液的pH 两强酸H+浓度分别为c1(H+) 、c2 (H+),体积分别为V1、V2 混合：规律:强酸等体积混合：若pH差2时，用较小

7、的pH值 两强碱OH-浓度分别为c1(OH-) 、c2 (OH-),体积分别为V1、V2 混合：规律:强碱等体积混合：若pH差2时，用较大的pH值 强酸与强碱强酸：c(H+) 、 V1 ；强碱: c(OH-) 、V2混合若完全中和：若酸过量：若碱过量：四、pH的测定方法：pH试纸、酸碱指示剂、pH计等。巩固练习一、选择题 1重水（D2O）离子积为1.6×10-5,可以由pH一样的定义来规定pD=-lgc(D+),下列叙述正确的是（     ）A溶解0.01molDCl的D2O溶液1L，其pD=2.0B中性溶液的pD=7.0C. 含0.

8、2mol的NaOD的D2O溶液2L，其pD=12.0D向100mL 0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL 0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD=1.0 2下列说法正确的是（ ） ApH<7的溶液一定是酸溶液 BpH=5的溶液和pH=13的溶液相比，前者c(OH-)是后者的100倍 C碱性溶液中滴入酚酞必定显红色D在1mol/L的氨水中，改变外界条件使c(NH4+)增大，则溶液的pH一定增大 3在0.1mol/L硫酸溶液中，水电离出来的c(H+)是（ ） A.5×10-13mol/L B.0.02mol/L C.1×10-7mol/L D.1

9、15;10-12mol/L 4用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是（ ） A将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化，跟标准比色卡比较 B将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较 C用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较D在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较 5有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液的两倍，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是（ ）A.21 B.1001 C.1100 D.无法确定 6水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子只有一个分子发生电离，则n值是（ ） A.1×10-14 B.55

10、.6×107 C.107 D.55.6 *7在0.1mol/L醋酸溶液中，要使醋酸的电离度和溶液的pH都减小，同时又使醋酸根离子浓度增大，可加入的试剂是（ ） A.CH3COONa浓溶液 B.1mol/L氨水C.1mol/L硫酸溶液 D.2mol/LCH3COOH溶液 8等量的苛性钠溶液分别用pH=2和pH=3的醋酸溶液中和，设消耗醋酸溶液的体积依次为Va、Vb，则两者的关系正确的是（ ）A.Va>10Vb B.Vb=10Va C.Vb<10Va D.Vb>10Va 9下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是（ ） pH=0的盐酸 0.1mol/L的盐酸 0.

11、01mol/L的NaOH溶液 pH=11的NaOH溶液 A. 1101001000 B.011211C.14131211 D.141323 *10.同温度下的两种氨水A和B，A溶液的浓度是c mol/L，电离度为1；B溶液中NH4+为c mol/L，电离度为2。则下列判断正确的是（ ）AA溶液中的OH-是B溶液中OH-的1倍B1<2CB溶液物质的量浓度可表示为c/2 mol/LDA溶液的pH大于B溶液的pH*11.对于25时，pH都等于4的盐酸和碘化铵溶液中，水的离子积（KW）和电离度（HCl和NH4I分别用A和B表示）的叙述正确的是（ ）AKW相等，A=B B.KW不等，A=B/11C

12、KW相等，B=108A D.KW相等，B=106A12常温下，0.1mol/L的一元酸HA溶液的pH=2.0，0.1mol/L的一元碱BOH的溶液中c(OH-)/c(H+)=1012，将此两种溶液等体积混合后，所得溶液中离子浓度大小关系正确的是（ ）A.c(OH-)>c(H+)>c(B+)>c(A-) B.c(OH-)<c(H+)<c(A-)<c(B+)C.c(H+)<c(OH-)<c(A-)<c(B+) D.c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)13弱酸HY溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（ ）A.3.

13、03.3 B.3.33.5 C.3.54.0 D.3.74.314在平衡体系：H2SH+HS-，HS-H+S2-中，当减小溶液pH时，则硫离子浓度会（ ）A.可能增大，也可能减小 B.增大C.减小 D.无变化二、非选择题*15.若纯水中水的电离度为1，pH=x的盐酸中水的电离度为2，pH=y的氨水中水的电离度为3，两溶液等体积混合后溶液中水的电离度为4，若x+y=14（其中x6，y8），则1、2、3、4从小到大的顺序是：_。*16.在25时，0.1mol/L NaR的溶液中水的电离度为1，在0.1mol/L盐酸中水的电离度为2，若12=109，则0.1mol/L NaR溶液的pH为_。17已知

14、浓度均为0.1mol/L的8种溶液：HNO3 H2SO4 HCOOH Ba(OH)2 NaOHCH3COONa KCl NH4Cl其溶液pH由小到大的顺序是_。*18.已知25时几种物质的电离度（溶液浓度为0.1mol/L）如下表：（已知H2SO4第一步电离是完全的）H2SO4溶液的H2SO4-NaHSO4溶液中的HSO4-CH3COOHHCl10%29%1.33%100%（1）25时，0.1mol/L上述几种溶液中c(H+)由大到小的顺序是（填序号，下同）_。（2）25时，pH相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是_。（3）25时，将足量的锌粉投入等体积，pH等于1的上述几种溶液

15、中，产生H2的体积（同温同压下）由大到小的顺序是_。（4）25时，0.1mol/l H2SO4溶液中HSO4-的电离度小于0.1mol/L NaHSO4溶液中HSO4-的电离度的原因是_。19配制99时的溶液100mL(KW=1×10-12)使其中c(OH-)为10-9mol/L，除纯水外，需要用pH=1的盐酸溶液_mL。20甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L，则甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比_（填大于、等于或小于）10。请说明理由。21取体积相同（0.025L）的两份0.10mol/L NaOH溶液，把其中一份放在空气中一段时间后，溶液的pH_（填增大、减小

16、或不变），其原因是_。*22.将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的氢氧化钠溶液以12的体积比混合，所得混合溶液的pH为12。用上述氢氧化钠溶液滴定pH为3的某一元弱酸溶液20mL，达到终点时消耗氢氧化钠溶液12.5mL。试求：（1）氢氧化钠溶液的物质的量浓度。（2）此一元弱酸的物质的量浓度。（3）一元弱酸的电离度。23NaOH和Ba(OH)2混合溶液的pH=14，取该溶液100mL,持续通CO2，当CO2通入体积为0.56L时生成沉淀最多。试通过计算（气体体积均指标态，设溶液体积不发生改变）回答：（1）NaOH和Ba(OH)2的物质的量浓度各是多少？（2）当通入CO2总体积为2.24升时

17、，溶液中各离子（除H+、OH-）物质的量浓度各是多少？24将磷酸溶液逐渐滴加到60mL的氢氧化钡溶液中，其溶液的pH与所加磷酸的体积之间的关系如下图所示（溶液的总体积看作原溶液体积与滴加入的溶液体积之和）。求：（1）pH为P时，生成沉淀的质量； （2）pH为P时，溶液中c(OH-)。水的电离和溶液的pH基础知识参考答案一、水的电离1、水是一种 极弱 的电解质，它能微弱电离生成 H3O+ 和 OH- ，其电离方程式为 H2O +H2O H3O+OH- ，通常简写为 H2O H+ + OH- 。2、在25时，1 L纯水的物质的量约为 55.56 mol，其中，只有 1×10-7 mol

18、H2O电离。 水的离子积常数，简称水的离子积，其表达式为Kw= c (H+)·c(OH) ，Kw随温度升高而 增大 ，因为水的电离是 吸热 的过程。例如：25时，Kw为1×10-14 ，100时约为1×10-12。水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他水溶液。不论是纯水还是稀溶液，只要 温度 不变，Kw就不变。二、溶液的酸碱性和pH、在酸、碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但H+与OH的浓度乘积仍是常数。当加酸时，水的电离平衡向左移动，c (H+) c (OH)；当加碱时，道理也如此，只是c (OH) c (H+)。所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c (H+)和c

19、(OH)的相对大小问题。、利用c (H+)和c(OH)的相对大小判断溶液的酸碱性： 若c (H+)c(OH)，则溶液呈 碱性 ； 若c (H+)c(OH)，则溶液呈 中性 ； 若c (H+)c(OH)，则溶液呈 酸性 。3、溶液酸碱性的表示方法-pH(1)定义：pHlgc(H+) 。 (2)意义：pH大小能反映出溶液中c (H+)的大小，能表示溶液的酸碱性强弱。 常温下，pH<7溶液呈 酸性 ，pH越小，溶液酸性越强 ；pH每减小1个单位，c (H+)增大10倍 。当溶液的酸碱性用pH表示时，其c (H+)的大小范围一般为 1×10-14mol/L c (H+)1mol/L。即

20、14pH0。三、关于pH的计算(填写计算式) 1、单一溶液的pH强碱OH-浓度为c(OH-)：c(H+)=Kw/ c(OH-), pHlgc(H+) 2、混合溶液的pH 两强酸H+浓度分别为c1(H+) 、c2 (H+),体积分别为V1、V2 混合：c(H+)混= c1(H+) V1+ c2 (H+) V2/( V1+V2) , pHlgc(H+)混 规律:强酸等体积混合：若pH差2时，用较小的pH值 加0.3 两强碱OH-浓度分别为c1(OH-) 、c2 (OH-),体积分别为V1、V2 混合：c(OH-)混= c1(OH-) V1+ c2 (OH-) V2/( V1+V2) , c(H+)混=Kw/ c(OH-)