3 水的电离和溶液的酸碱性.doc

弱电解质的电离平衡 知识改变命运，学习成就未来水的电离和溶液的酸碱性（上） 【学习目标】 1.了解水的电离平衡及其“离子积” 2.了解溶液的酸碱性和pH 的关系 3.掌握有关溶液pH值的简单计算 4.了解常用的酸碱指示剂 一、水的电离 1水的电离 水是 电解质，发生 电离，电离方程式： 。 水的电离平衡常数的表达式为 。 【思考】：实验测得，在室温下 1LH2O(即 mol)中只有1107molH2O电离，则室温下C(H+)和C(OH)分别为 、 。 2 水的离子积 水的离子积：KW 。 【注意 】： 一定温度时，KW是个常数，KW只与 有关，温度越高，KW 越 。 25时，KW= ，100时，KW约为1012。 KW不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。任何水溶液中，由水所电离而生成 C(H+) C(OH)。 二、溶液的酸碱性和pH 1影响水的电离平衡的因素 温度：温度升高，水的电离度 ，水的电离平衡向 方向移动，C(H+)和C(OH) ，KW 。 溶液的酸、碱度：改变溶液的酸、碱度均可使水的电离平衡发生移动。 【讨论】：改变下列条件，水的电离平衡是否移动？向哪个方向移动？水的离子积常数是否改变？是 增大还是减小？ 升高温度 加入 NaCl 加入 NaOH 加入 HCl 【练习1】： 在0.01mol/LHCl 溶液中，C(OH-)= ，C(H)= ， 由水电离出的H+浓度= ，由水电离出的OH浓度= 。 在0.01mol/LNaOH 溶液中，C(OH)= ，C(H)= ， 由水电离出的H+浓度= ，由水电离出的OH浓度= 。 在 0.01mol/LNaCl 溶液中，C(OH)= ，C(H)= ， 由水电离出的H+浓度= ，由水电离出的OH浓度= 。 【小结】：升高温度，促进水的电离，KW增大；酸、碱抑制水的电离。 【练习2】：判断 任何水溶液中都存在 KW=10-14 某水溶液中 c(H+)=10-6，一定是酸性溶液 向纯水中加入溶质，水的电离平衡将向逆向移动 如果由水电离出的H+浓度为1010mol/L ，则KW=1020【练习3】： 常温下，某溶液中由水电离出的H+和OH浓度的乘积为11024mol/L，该溶液的c(H)可能为 mol/L或 mol/L 。 2 溶液的酸碱性 常温（25） 中性溶液：c(H+) c(OH) c(H) 1107mol/L 酸性溶液：c(H+) c(OH) c(H) 1107mol/L 碱性溶液：c(H+) c(OH) c(H) 1107mol/L 注意：不能用c(H+)等于多少来判断溶液的酸、碱性，只能通过c(H)、c(OH)两者的相对大小比较。 3 溶液的pH ： pH=lgc(H) 口算：(常温下) c(H)1106mol/L pH= c(H)11011mol/L pH= c(H)110mmol/L pH= c(OH)1106mol/L pH= c(OH)11010mol/L pH= c(OH)110nmol/L pH= pH=2 c(H) c(OH) ； pH=8 c(H) c(OH) c(H+)1mol/L pH= ；c(H)10mol/L pH= c(OH)1mol/L pH= ；c(OH)10mol/L pH= 【注意】：当溶液中c(H)或c(OH)大于1mol/L 时，不用pH表示溶液的酸碱性。 【归纳】：pH与溶液酸碱性的关系(25时) pH 溶液的酸碱性pH7 溶液呈 性，pH 越大，溶液的碱性 4 溶液PH 的测定方法 粗略测定： 酸碱指示剂甲基橙、石蕊、酚酞 常用酸碱指示剂及其变色范围： 指示剂 变色范围的 pH 石蕊5 红色 58 紫色 8 蓝色甲基橙3.1 红色3.14.4 橙色4.4 黄色酚酞8 无色8.210 浅红10 红色 pH 试纸最简单的方法 操作：将一小块 pH 试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点试纸中部，然后与标准比色卡比较读数即可。 注意：事先不能用水湿润 pH 试纸；只能读取整数值或范围。 精确测定：pH 计 三、有关 pH 的计算 （一）、酸性体系： 强酸的pH 【例1】、求0.1mo1L盐酸溶液的pH= 求0.05mo1L硫酸溶液的pH= 稀释强酸溶液 【例2】、将 0.1molL的盐酸溶液稀释成原体积的10倍，稀释后溶液的 pH= 将pH5 的盐酸溶液分别稀释成原体积的103倍。稀释后溶液的pH等于8吗？。 稀释弱酸溶液 【例3】、将pH为1的醋酸溶液稀释成原体积的10倍，求稀释后溶液pH与2的关系。 【例4】、体积相同 PH相同的盐酸与醋酸溶液，分别投入足量的锌粉，试比较最初时反应的速率和最终放出氢气的物质的量的关系。 回答：由于 ，所以最初时反应速率 。但由于盐酸中溶质的物质的量 醋酸中溶质的物质的量，所以最终放出氢气是盐酸 醋酸。 混合酸溶液的pH 【例5】、若下列混合过程中体积的变化忽略不计： 将0.1mo1L的盐酸与0.05mo1L的硫酸等体积混合，求混合后溶液的pH。 将pH1 的盐酸与 pH5 的盐酸等体积混合，求混合后溶液的 pH。 【小结】通过以上练习可知，求酸溶液的pH 须先求 ，再求 。（注意体积变化） 公式： c(H+) 强酸每稀释10n倍pH增大 个单位 强酸无限稀释时，c(H)总是 c(OH)，所以稀释后的pH接近7但比7稍小（二）碱性体系 强碱溶液的 pH计算 【例6】、常温下，求 0.1mol/L 氢氧化钠溶液的 pH= 稀释强碱溶液 【例7】、常温下，将 0.1mo1L 的氢氧化钠稀释成原体积的10 倍，求pH= 稀释弱碱溶液 【例8】、常温下，将0.1mol/L的氨水稀释成原体积的10倍，求pH与例7中结果的大小关系。 强碱溶液混合 【例9】、若混合过程中体积变化忽略不计： 0.1mol/L 的氢氧化钠溶液与 0.05mo1L的氢氧化钡溶液混合，求pH。 pH13的氢氧化钠与pH10的氢氧化钠溶液等体积混合，求pH。 【小结】： 通过上述练习，求碱性溶液 pH 的方法：先求 的浓度，再求 ，再求溶液的 。 公式：c(OH-) 再通过 c(OH-) ，求PH值。 强碱每稀释10n倍，pH减小 个单位 强碱无限稀释时，c(H)总是 c(OH)，所以稀释后的pH接近7但比7稍大 （三）酸、碱混合体系的pH 计算 强酸与强碱溶液混和： 若酸过量： c(H+) 若酸碱正好完全反应：PH7 若碱过量则c(OH-) ，再求 c(H+)和 PH值。 【例9】、99mL 0.5mo1L硫酸与101mL1mol/L氢氧化钠溶液混合，求混合后的 pH。 把pH3 的盐酸和pH9 的氢氧化钠溶液混合成中性溶液，求酸和碱的体积比。 【小结】请总结出强酸与强碱反应后求pH的程序，并总结出解题过程的注意事项。 先判断 的程度，再求 ，最后再求 。解题过程中应注意多元强酸和多元强碱物质的量浓度与相应离子浓度的换算。 未标明酸碱的强弱 【思考】上述题目是碱的强弱未知，如果改成酸的强弱未知的话，相应的试题应如何处理呢？如把PH3 与PH11 的溶液等体积混和后，其PH值不一定， 若二者为强酸强碱PH7 若为弱酸强碱，则弱酸有余，PH7 若强酸弱碱混和则弱碱有余，PH7 【练习】： 1分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/L Ba(OH)2溶液的 pH 值。 2 将pH2的H2SO4溶液与 pH4的H2SO4溶液等体积混合后，求溶液的 pH 值。 3 将pH8 的NaOH 溶液与 pH10的NaOH 溶液等体积混合后，求溶液的 pH 值。 4 常温下pH4 的HCl和 pH10 的NaOH 分别按体积比为 1:1，11:9，9:11 混合，分别求三种情况下溶液的 pH 值。 5 常温下，将pH1的H2SO4溶液和pH13的NaOH 溶液分别稀释1000倍，求所得溶液的pH 值。 若稀释 107倍呢? 6 若在常温下，将 pH1的CH3COOH溶液和 pH13的NH3H2O溶液分别稀释 1000 倍,则所得溶液的pH值在什么范围之内？(注意：弱酸、弱碱的稀释不要求具体计算，但要了解变化范围)四、pH的应用 阅读教材 【巩固提高】 1pH=2的强酸溶液加水稀释，若溶液体积扩大10倍，则c(H)或 c(OH)的变化（ ） A c(H)和 c(OH)都减少 B c (H)增大 C c(OH)增大 D c (H)减小 2 向纯水中加入少量的KHSO4固体（温度不变），则溶液的（ ） A pH 值升高 B c(H+)和 c(OH) 的乘积增大 C 酸性增强 D OH离子浓度减小 3 100时，KW=110-12，对纯水的叙述正确的是（ ） A pH=6 显弱酸性 B c(H)=106mol/L，溶液为中性 C KW是常温时的102倍 D 温度不变冲稀10倍 pH=7 4 pH=13的NaOH 溶液与pH=2的硫酸溶液混合，所得溶液 pH=11，则强碱与强酸的体积比是 （ ） A 11 1 B9 1 C1 11 D1 9 5 25 时，将某强酸和某强碱溶液按 110 的体积比混合溶液恰好呈中性，则混合前此强酸与强碱 溶液的 pH 之和是（ ） A 12 B13 C14 D15 6 将 pH=2的 H2SO4溶液和 pH=10 的 NaOH 溶液相混合，混和后溶液 pH=7，H2SO4溶液和 NaOH 溶液的体积比为（ ） A 110 B120 C 19 D 1100 7 常温时某溶液中由水电离出的c(H+)为1011mol/L，则对此溶液的下列叙述中，正确的是（ ） A 一定是酸溶液 B 一定是碱溶液 C 可能是pH=3 的酸溶液 D 可能是pH=11 的碱溶液 8在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH 一定少于7的是（ ） A pH=3 的HNO3跟 pH=11 的KOH 溶液 B pH=3 的盐酸跟pH=11 的氨水 C pH=3 硫酸跟 pH=11 的氢氧化钠溶液 D pH=3 的醋酸跟pH=11 的氢氧化钡溶液 9 既能影响水的电离平衡，又能改变Kw 的是（ ） A 水中加浓HCl B 水中加NaCl固体 C 水中加NaOH 固体 D 加热水 10在 100，水的离子积是 11012 ，若测得溶液里 c(H) 1107mol/L ，该溶液（ ） A 显中性 B. 显弱酸性 C 显弱碱性 D. c(H) c(OH) 11室温时，将pH=5的H2SO4溶液稀释10 倍，则c（H+）:c（SO42- ）= ； 若再将稀释后的溶液再稀释 100 倍，则 c（H+）:c（SO42-）= 。 1220mL0.01molLKOH 溶液的 pH为 ；30mL0.005molLH2SO4溶液的pH为 ； 两溶液混合后，溶液的pH 为 。 13. 设水的电离平衡线如右图所示: 若以A点表示 25时水在电离平衡时的粒子浓度，当温度 升高到100时，水的电离平衡状态到B 点，则此时水的离 子积从 增加到 ； 100时，将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合，欲 使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液和盐酸的体积比为 14把pH=12的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1V2= ； 把pH=11的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1V2 = ； 把pH=13的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后，溶液呈中性。则V1V2= 。 15现有 a.盐酸 b.硫酸 c.醋酸三种酸： 在同体积，同pH 的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是 。 在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是 。 物质的量浓度为0.1molL-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是 ；如果取等体积的0.1molL-1的三种酸溶液，用0.1molL-1的NaOH 溶液中和，当恰好完全反应时，消耗 NaOH 溶