高考化学（全国）：水的电离平衡与pH计算

学霸推荐水的电离平衡&pH计算优秀同龄人的陪伴

让你的青春少走弯路水的电离平衡&pH计算的知识点特点一、【细致且技巧性强，抓好细节】知识点相对细致，有一定难度技巧性强，喜欢用技巧快速求解常考细节，需抓好关键点二、【弄清原理，举一反三】原理是根基，解题的核心掌握原理，巧用技巧弄清原理，举一反三使用说明-内容说明PA

RT

1构建水的电离平衡&pH计算知识网络图帮你快速了解本节课主题，清楚注意事项，对学习收获了然于心DREAMOFTHEFUTURE水的电离平衡&pH计算知识网络图：水的电离溶液的酸碱性&pH1、溶液的酸碱性取决于溶液中c(H

)和c(OH

)的相对大小+―c(H

)>c(OH

)，酸性溶液+―c(H

)=c(OH

)，中性溶液+―c(H

)<c(OH

)，碱性溶液+―pH=7不一定是中性溶液！（25℃时是中性，100℃时是碱性）2、pH定义：氢离子浓度的负对数

pH

lgc(H

)

c(H

)

10

，

pH公式：意义：表示稀溶液的酸碱性强弱；pH越小，酸性越强，pH越大，碱性越强适用范围：当c(H

)>1mol/L或c(OH)>1mol/L，一般不用pH表示溶液的酸碱性，用物质+―的量浓度表示更方便pH的相关计算题型单一溶液pH的计算溶液类型相关计算设HnA的浓度为cmol/L，则c(H+

)=ncmol/L强酸HnA溶液

pH=

lg

c(H

)

lg

nc设B(OH)n的浓度为cmol/L，则c(OH—

)=ncmol/L1

10

14

Kwc(OH—

)强碱B(OH)n溶液c(H+

)

mol/Lnc

pH=—lgc(H

)

14

lg

ncpH的相关计算题型混合溶液pH的计算混合类型相关计算1L0.05mol/L硫酸溶液和1L0.1mol/L盐酸溶液混合，求混合后溶液pHn(H+

)

n(H+

)

2

0.05mol

/

L

1L

0.1mol

/

L

1L

+硫酸盐酸

0.1mol

/

Lc(H

)

==两种强酸混合两种强碱混合混V2L总

pH

lgc(H

)

1

1L0.05mol/LBa(OH)2溶液和1L0.1mol/LNaOH溶液混合，求混合后溶液pHn(OH—

)Ba(OH)

n(OH—)NaOH

2

0.05mol

/

L

1L

0.1mol

/

L

1L

c(OH—

)混

=c(H+

)混

==

0.1mol/

L2V2L总

1

10—14Kwc(OH—

)混==1

10—13

mol/

L0.1pH

lg

c(H

)

13

pH的相关计算题型混合溶液pH的计算混合类型相关计算1L0.15mol/L硫酸溶液和1L0.1mol/LNaOH溶液混合，求混合后溶液pH+

—

n(H

)

n(OH

)

2

0.15mol

/

L

1L—0.1mol

/

L

1L强酸强碱混合（酸过量）+

0.1mol

/

Lc(H

)

==混V2L总

pH

lgc(H

)

1

1L0.15mol/LBa(OH)2溶液和1L0.1mol/L盐酸溶液混合，求混合后溶液pHn(OH—

)—n(H+)

2

0.15mol

/

L

1L—0.1mol

/

L

1Lc(OH—

)混

=c(H+

)混

==

0.1mol/

LV2L强酸强碱混合（碱过量）总

1

10—14Kwc(OH—

)混==1

10—13

mol/

L0.1pH

lg

c(H

)

13

pH的相关计算题型稀释后pH的计算酸（pH=a）碱（pH=b）溶液类型强酸a+n弱酸强碱b-n弱碱>b-n稀释10n倍无限稀释<a+npH趋近于7pH的相关计算题型水电离出来的c(H

)、c(OH

)+―溶液c

(H

)c

(OH

)c

(H

)c

(OH

)+―+―液液水水pH=1盐酸1×10―11×10―131×10―131×10―13pH=13NaOHpH=1NH4Cl1×10―131×10―11×10―131×10―11×10―131×10―11×10―131×10―11×10―11×10―131×10―11×10―1pH=13NaHCO3重要结论：

-

-pH

-14+pH25℃，c

(H

)=c

(OH

)=1

10

或1

10

mol

/

L1、抑制（加酸加碱），取小值，促进（加易水解的盐），取大值；水水2、25℃，水的电离无论是被促进还是被抑制，其对应的溶液可能为酸性也可能为碱性，有两种

-

-xpH；计算方法为：，pH=x或（14-x）c

(H

)=c

(OH

)=1

10

mol

/

L水水一元强酸和一元弱酸的比较等c等V的一元强酸与一元弱酸的比较比较项目

c(H

)

pH

中和碱的能力

与足量Zn反应产生H

的量

开始与Zn反应的速率+2一元强酸一元弱酸大小小大相同相同相同相同快慢等pH等V的一元强酸与一元弱酸的比较比较项目

c(H

)

酸的浓度

中和碱的能力

与足量Zn反应产生H

的量

开始与Zn反应的速率+2一元强酸

相同一元弱酸

相同小大小大少多相同相同溶液pH的测定方法1、酸碱指示剂法：只能测出pH的范围，不能准确测定pH指示剂甲基橙石蕊pH变色范围3.1—4.4酸色中间色橙色碱色红色pH<3.1红色pH<5.0无色pH<8.2黄色pH>4.4蓝色pH>8.0红色pH>10.05.0—8.0紫色酚酞8.2—10.0浅红色2、pH试纸法作用：粗略测定溶液的pH操作方法：取一小块pH试纸放在干燥的玻璃片或表面皿上，用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部，待变色稳定后与标准比色卡对照，确定溶液的pH注意事项：（1）pH试纸不能事先润湿，不能把pH试纸伸入待测液中（2）不能用pH试纸测定pH的溶液：①漂白性溶液，如氯水、双氧水、浓硝酸、次氯酸盐②强氧化性溶液、浓硫酸（将试纸脱水变黑）3、pH计：精确测定溶液的pH酸碱中和滴定1、定义：用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法。2、原理：用已知体积和浓度的酸（或碱）滴定已知体积但未知浓度的碱（或酸）使其恰好完全中和，应用酸碱反应的化学方程式求出碱（或酸）的浓度。

——c(H

)

V

(H

)

c(OH

)

V

(OH

)3、实验关键①准确测定参加反应的酸、碱溶液的体积，需要用精确度较高的量器。②准确判断中和反应是否恰好完全，需要选择合适的指示剂，并通过颜色变化来准确判定滴定终点。（强酸强碱互滴，用甲基橙或酚酞；强酸滴弱碱，用甲基橙；强碱滴弱酸，用酚酞）4、主要实验仪器①酸式滴定管、碱式滴定管（规格：25ml、50ml）Ⅰ、精确度0.1mm，可估读到0.01mm；0刻度在上方，最大量程下方还有空间Ⅱ、酸式滴定管：用玻璃活塞控制滴速，可盛放酸性溶液、氧化性试剂或有机试剂；不可盛放碱性溶液（与玻璃塞反应生成具有粘性的Na

SiO

）和氢氟酸（腐蚀玻璃）。23Ⅲ、碱式滴定管：用橡胶管、玻璃塞控制滴速。可盛放碱性溶液；不可盛放酸性溶液、氧化性试剂（腐蚀橡胶）和有机试剂（溶解橡胶）。②锥形瓶：锥形瓶用蒸馏水洗净后不能润洗，否则所盛待测溶液溶质偏多，使测量结果偏大。酸碱中和滴定5、以标准盐酸滴定NaOH溶液为例。①检漏：检查滴定管是否漏水，不漏水方可使用。②洗涤：依次用洗液、自来水、蒸馏水将滴定管、锥形瓶洗涤干净。③润洗：用待盛溶液润洗滴定管2~3次。④取液：向酸式滴定管中注入标准盐酸至“0”刻度以上2~3cm处，调节活塞使尖嘴部分充满溶液且不留有气泡，并调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，记下刻度；用碱式滴定管取待测NaOH溶液，轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满溶液而不留气泡，准确放出一定体积的溶液至锥形瓶中，加入2~3滴甲基橙（或酚酞）试液。（注：酸碱指示剂是有机弱酸或有机弱碱，使用时用量不能太多，否则会给实验带来误差）⑤滴定：在锥形瓶下垫一张白纸，小心地滴入酸液，滴定过程中用左手旋转活塞，右手不断摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化，至加入最后一滴盐酸，溶液颜色由黄色变为橙色（或由浅红色褪为无色），且半分钟内保持不变，停止滴定。⑥读数：平视滴定管凹液面最低点，读取溶液体积。重复滴定2~3次，要求两次滴定所消耗溶液的体积差不超过0.02ml。⑦计算：取几次结果的平均值，代入公式进行计算。c(HCl)

V

(HCl)c(NaOH)

V

(NaOH)酸碱中和滴定c

V6、误差分析：对于一元酸与一元碱，由c待

标

标，可知V

c

均为定值，所以c

的大小取决于V

的大小，待、

标待标VV

大则c

大，V

小则c

小。待标待标待步骤操作V标C待酸式滴定管未用标准液润洗碱式滴定管未用待测液润洗锥形瓶用待测液润洗变大变小变大不变变小变大变小变大变大变小变大偏高偏低偏高无影响偏低偏高偏低偏高偏高偏低偏高洗涤锥形瓶洗净后还留有蒸馏水取液

碱式滴定管放出液体前后气泡，放出液体后气泡消失酸式滴定管滴定前有气泡，滴定后至终点时气泡消失振荡锥形瓶时部分液体溅出滴定部分酸液滴出锥形瓶外溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后反加一滴NaOH溶液无变化滴定前平视滴定后俯视（或前仰视后俯视）读数

前平后仰（或前俯后仰）两次滴定所消耗酸液的体积相差太大无法判断水的电离平衡&pH计算知识网络图：PA

RT

2利用知识网络图来解题DREAMOFTHEFUTURE课堂练习11．常温时，等体积等物质的量浓度的下列物质的溶液中，水的电离程度由大到小顺序排列正确的是（ꢀꢀ）①Na

CO

②NaHSO

③CH

COOH

④NaHCO23433A．①＞②＞③＞④C．②＞①＞③＞④B．①＞④＞③＞②D．②＞③＞④＞①答案解析1解析：①Na

CO

为强碱弱酸盐，碳酸根离子水解，促进了水的电离；23②NaHSO4为强酸的酸式盐，在溶液中完全电离，溶液显强酸性，电离出来的氢离子抑制水的电离；③CH3COOH

为弱酸性溶液，电离出来的氢离子抑制水的电离，醋酸部分电离，电离出来的氢离子浓度比②小，对水的抑制程度比②小；④NaHCO

为强碱弱酸盐，碳酸氢根离子水解，促进了水的电离，NaHCO

的水解程度比Na

CO

小，3323则碳酸氢钠溶液中水的电离程度小于①；所以四种溶液中水的电离程度由大到小排列为：①＞④＞③＞②故选B．课堂练习22．25℃时，在等体积的①pH=0的H

SO

溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）

溶液中，发生242电离的水的物质的量之比是（ꢀꢀ）A．1：10

B．1：5C．1：20D．10：1答案解析2解析：根据常温下，c

（H

）=c

（OH）=10

或10－14+pHmol/L，促进取大值，抑制取小值计算判断+―－pH水水设溶液的体积为1L，①中pH=0的H

SO

，抑制取小值，c

（H

）=10

mol/L，故水电离的物质的量为1.0×10

mol；+－14―1424水②中c（OH―）=0.1mol•L

，c（H

）=1.0×10

mol•L﹣1，pH=13，抑制取小值，c

（H

）―1+―13+水=1.0×10

mol/L，故水电离的物质的量为1.0×10

mol；―13―13故①②中水的电离的物质的量之比为：1.0×10

mol：1.0×10

mol=1：10―14―13故选A．课堂练习33．某溶液中在25℃时由水电离出的氢离子浓度为1×10―12mol/L，下列说法正确的是（ꢀꢀ）A．HCO

离子在该溶液中一定不能大量共存―3B．该溶液的pH一定是12C．向该溶液中加入铝片后，一定能生成氢气D．若该溶液的溶质只有一种，它一定是酸或碱答案解析3解析：25℃时由水电离出的氢离子浓度为1×10―12mol/L，说明水的电离被抑制了，因此溶液可能加入酸、碱或硫酸氢盐。A．水电离出的c（H

）=1×10

mol/L，该溶液可能为酸或碱的溶液，当溶液为碱性时：+―12HCO

+OH

═CO

+H

O，当溶液为酸性时：H

+HCO

=H

O+CO

↑，所以在该溶液中一定不能――2－+－332322大量共存，故A正确；B．当该溶液为pH=2的盐酸溶液，水电离出的c（H

）也为1×10

mol/L，故B错误；+－12C．可能是pH=2的HNO3这样的强氧化性酸，加入铝片后，一定不能生成氢气，故C错误；D．可能是pH=2的NaHSO4这样的盐溶液，故D错误；故选A．PA

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3回顾落实总结本节所学，加深巩固，进一