水的电离和溶液pH值计算

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/L100℃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〔H+〕>c〔OH-〕，c〔H+〕>110-7mol/Lc〔OH-〕<110-7mol/L碱性溶液：c〔H+〕<c〔OH-〕，c〔H+〕<110-7mol/Lc〔OH-〕>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α酸〔弱酸〕c〔H+〕=nC酸c〔OH-〕=C碱α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pH值的计算(25℃)1〕酸强碱溶液(单一溶液)pH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℃，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10mLpH＝5的盐酸稀释到100mL，10000mL后溶液的pH值。【练习1】求将100mL0.2mol/L的硫酸稀释到10000mL后溶液的pH值[练习2]求将10mLpH＝12的氢氧化钠溶液稀释到100mL，10000mL后溶液的pH值。[小结2]强酸、强碱在稀释时，当其浓度大于10－5mol/L时，不考虑水的电离。且：①强酸溶液，pH〔稀释〕=pH〔原来〕+lgn(n为稀释的倍数)②强碱溶液，pH〔稀释〕=pH〔原来〕-lgn(n为稀释的倍数)3.强酸溶液混合后溶液的pH计算[例题]pH=1的盐酸与pH＝5的盐酸等体积混合后溶液的pH值为多少？[练习]pH=2的盐酸与pH＝4的盐酸按体积比2：1混合后溶液的pH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那么：C(H＋)(混)＝；pH〔混〕＝4.强碱溶液混合的pH计算[练习]pH=13NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后的pH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－浓度为C2,体积为V2那么：C(OH－)＝C(H＋)(混)＝；pH〔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]50mL0.6mol/LNaOH溶液和50mL0.4mol./L硫酸相混合后，溶液的pH约为多少？[练习]50mL0.6mol/LNaOH溶液和50mL0.4mol./L盐酸相混合后，溶液的pH约为多少？[小结5]在酸碱反响中应先求出酸或碱哪者过量，如：再求溶液的pH6.弱酸或弱碱溶液的稀释[例题]将体积都为10mL，pH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pH均为4，那么稀释后溶液体积〔〕A.a=b=100mLB.a=b=1000mLC.a<bD.a>b[小结7]：对于弱酸或弱碱在稀释时，pH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1：0.1mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO－＋H＋，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0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中c(H+)、c(CO32-)、c(HCO3-)都减少，其方法是〔〕A．通入二氧化碳气体B．参加氢氧化钠固体C．通入氯化氢气体D．参加饱和石灰水溶液【变式训练2】把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后到达平衡：Ca(OH)2(s)Ca2+(aq)+2OH－(aq),以下表达正确的选项是〔〕A.给溶液加热，溶液的pH升高B.恒温下向溶液中参加CaO，溶液的pH升高C.向溶液中参加Na2CO3溶液，那么其中的Ca(OH)2的固体增多D.向溶液中参加少量的NaOH固体，那么其中的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；而参加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，水的电离到达平衡：H2O＋；H＞0，以下表达正确的选项是()A．向水中参加稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中参加少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，KW不变C．向水中参加少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，KW增大，pH不变解析：向水中参加稀氨水，抑制了水的电离但c()增大，参加少量固体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－的电离平衡关系，两离子的平衡浓度均为1×10—15mol/L，以下对－50℃时液氨的离子积的表达中正确的选项是〔〕A．离子积是1×10－15B．不参加其他物质，液氨中C()=C()C．假设液氨中放人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：此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H2OH++OH-,在不同温度下其平衡常数为K(25℃)=1.0×10-14，K(35℃)=2.1×10-14。那么以下表达正确的选项是〔〕A．C(H+)随着温度升高而降低 B．35℃时，C(H+)>C〔〕C．水的电离程度〔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】以下物质溶解于水时，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〔〕Ａ．CH3COONaＢ．Na2SO4Ｃ．NH4Cl Ｄ．HCOOH【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CO2D．向水中通NH3E．向水中参加明矾晶体F．向水中参加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。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+)=2×10－7mol/L，那么此时溶液中的C()=假设温度不变，滴入稀盐酸使C(H+)=5×10－6mol/L，那么此时溶液中的C()=此溶液中水电离产生的c(H+)＝，水电离产生的C()=答案：2×10－7mol/L8×10－9mol/L8×10－9mol/L8×10－9mol/L【变式训练9】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的c()为()A．1.0×10－7mol/LB．1.0×10－6mol/LC．1.0×10－2mol/LD．1.0×10－12mol/L【变式训练10】以下对常温时pH为9的KOH溶液与pH为9的Na2CO3溶液中由水电离出的C(H+)的比拟中，正确的选项是〔〕A．两者相等B．前者是后者的5倍C．后者是前者的104倍D．无法比拟考点五：溶液pH的计算例5：室温时以下混合溶液的pH一定小于7的是A.pH=3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合B.pH=3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合C.pH=3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡等体积混合D.pH=3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合解析：pH=3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合或pH=3的硫酸和pH＝11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pH＝11的氢氧化钡等体积混合时，酸碱恰好完全反响，混合溶液的pH等于7；pH=3的醋酸和pH＝11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】以下关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的选项是()A.相同浓度的两溶液中c(H＋)相同B.100mL0.1mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠C.pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5D.两溶液中分别参加少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小【变式训练12】以下表达正确的选项是〔〕A.95℃纯水的pH＜7，说明加热可导致水呈酸性B.pH=3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH=4C.0.2mol·L－1的盐酸，与等体积水混合后pH=1D.pH=3的醋酸溶液，与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7[规律的小结]：1．强酸、强碱每稀释10倍，pH值改变1个单位；弱酸、弱碱每稀释10倍，pH值改变不到1个单位；2．两强酸等体积混合，且它们的氢离子浓度相差100倍以上〔或pH值相差2个单位以上〕那么pH混=pH小+0.3；两强碱等体积混合，且它们的氢氧根离子浓度相差100倍以上〔或pH值相差2个单位以上〕那么pH混=pH大-0.3；3．水电离出的c〔H+〕和c〔OH-〕的算法：①强酸溶液，水电离出的c〔H+〕可由其pOH值来计算；②强碱溶液，水电离出的c〔H+〕可由其pH值直接计算；③强碱弱酸盐溶液，水电离出的c〔H+〕可由其pOH值来计算；④强酸弱碱盐溶液，水电离出的c〔H+〕可由其pH值直接计算；【提高练习】1.将纯水加热至较高温度，以下表达正确的选项是〔〕A．水的离子积变大、pH变小、呈酸性B．水的离子积不变、pH不变、呈中性C．水的离子积变小、pH变大、呈碱性D．水的离子积变大、pH变小、呈中性2.室温下，在pH＝12的某溶液中，由水电离的c(OH－)为〔〕A．1.0×10－7mol·Ｌ－1B．1.0×10－6mol·Ｌ－1C．1.0×10－2mol·Ｌ－1D．1.0×10－12mol·Ｌ－13.＝1.0×10－14，K(35℃)＝2.1×10－14。那么以下表达正确的选项是〔〕A．c(H+)随着温度的升高而降低B．在35℃时，c(H+)＞c(OH－)C．水的电离程度〔25℃〕＞〔35℃〕D．水的电离是吸热的4.室温时，将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反响。以下关于反响后溶液pH的判断，正确的是〔〕A．假设x＝y，且a+b＝14，那么pH＞7 B．假设10x＝y，且a+b＝13，那么pH＝7C．假设ax＝by，且a+b＝13，那么pH＝7 D．假设x＝10y，且a+b＝14，那么pH＞75.在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴参加一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。假设反响后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，那么Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是〔〕A．1∶9B．1∶1C．1∶2D．1∶46.体积pH＝2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反响，那么该碱溶液的pH等于 A．9.0 B．9.5 C．10.5 D．11.07.假设1体积硫酸恰好与10体积pH＝11的氢氧化钠溶液完全反响，那么二者物质的量浓度之比应为 A．10∶1 B．5∶1 C．1∶1 D．1∶108.常温时，向pH＝2的硫酸中参加等体积的以下溶液后，滴入甲基橙试液，出现红色，该溶液可能是A．pH＝12的Ba(OH)2 B．pH＝12的氨水C．0.005mol/LNaOH D．0.05mol/LBaCl29．室温下，0.01mol·L－1的某一元弱酸溶液c(OH－)＝1×10－10mol·L－1，那么它的pH为A．2B．3C．4D．1010．有人曾建议用AG表示溶液的酸度〔aciditygrade〕，AG的定义为AG＝lg〔c(H+)/c(OH－)〕。以下表述正确的选项是A．在25℃时，假设溶液呈中性，那么pH＝7，AG＝1B．在25℃时，假设溶液呈酸性，那么pH＜7，AG＜0C．在25℃时，假设溶液呈碱性，那么pH＞7，AG＞0D．在25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG＝2(7－pH)11．将pH＝1的盐酸平均分成2份，1份加适量水，另1份参加与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH都升高了1，那么参加的水与NaOH溶液的体积比为A．9B．10C．11D．1212．用0.1mol·L－1NaOH溶液滴定0.lmol·L－1盐酸，如到达滴定的终点时不慎多加了1滴NaOH溶液〔1滴溶液的体积约为0.05mL〕，继续加水至50mL，所得溶液的pH是A．4B．7.2C．10D．11.3【作业】pH值计算1、向10mLpH=2的某酸溶液中参加10mLpH=12的NaOH溶液，充分反响后，滴入石蕊试液显红色，如果滴入甲基橙显黄色，那么此酸一定是：A、弱酸B、多元弱酸C、一元强酸D、无法确定2、某一元弱碱在浓度为1mol/L的溶液中电离度为0.001%，它的1mol/L的溶液导电能力最接近于：A、1mol/LHNO3溶液B、水自身电离出[H+]=10-9mol/L的盐酸C、pH值为6的盐酸D、1×10-3mol/LNaCl溶液3、在以下溶液：〔1〕0.5mol/L的NaOH溶液和1.0mol/L的HCl溶液等体积混合后的溶液：〔2〕pH=0的溶液；〔3〕[OH-]=10-11mol/L的溶液；〔4〕0.1mol/L的CH3COOH溶液〔α=1.32%〕，它们的酸性由强到弱的顺序是：A、(2)>(1)>(4)>(3)B、(4)>(3)>(1)>(2)C、(2)>(1)>(3)>(4)D、(1)>(2)>(4)>(3)4、重水〔D2O〕的离子积为1.6×10-15，可以用pH一样的定义来规定pD=-lg[D+]，以下关于pD的表达正确的选项是：A、中性溶液的pD=7.0B、含0.01mol的NaOD的D2O溶液1L，其pD=12.0C、溶解0.01molDCl的D2O溶液1L，其pD=2.0D、在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，参加50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD=1.05、某溶液100mL，室温时测得其pH等于1。以下表达中不正确的选项是：A、该溶液[H+]≥0.1mol/LB、把该溶液稀释成1L后，pH≥2C、把该溶液稀释成1L后，pH≤2D、中和此溶液需0.1mol/L的NaOH溶液的体积≥100mL6、将pH=8的Ba(OH)2溶液加水稀释1000倍，稀释后所得溶液中Ba2+浓度与OH--浓度之比为：A、1：2B、1：200C、1：50D、1：1007、PH=9的Ba(OH)2溶液与pH=12的KOH溶液，按4：1的体积混合，那么溶液中[H+]为(mol/L)A、1/5(4×10-9+1×10-12)B、1/5(8×10-9+1×10-12)C、5×10-10D、5×10-128、中和相同体积，相同pH值的Ba(OH2)、NaOH和NH3·H2O三种稀溶液，所用相同浓度盐酸的体积分别为V1、V2和V3，那么：A、V3>V1=V2B、V3>V2>V1C、V1>V2>V3D、V3<V1=V29．25℃时，某溶液中由水电离产生的[H+]和[OH-]的乘积为1×10-18，以下说法正确的选项是A、该溶液的PH值一定是9B、该溶液可能PH=5C、该溶液的PH值不可能是7D、不会有这样的溶液10．100mL0.6mol/LHCl与等体积0.4mol/LNaOH溶液混合后溶液〔〕A