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文档简介
第十章 电离平衡本章知识网络水完全电离部分电离成键情况纯净物化合物单质共价化合物离子化合物非电解质电解质弱电解质电离平衡强电解质电解质溶液导电性KW=c(H+)c(OH)PH=-lgc(H+)盐类的水解原理及其应用强酸强碱大多数盐酸碱中和滴定组成分散质分散剂分散系溶液胶体浊液液溶胶固溶胶气溶胶微粒特征性质制取分类应用丁达尔现象布朗运动电泳聚沉第一节 电离平衡考纲要求1了解电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念。2理解电解质的电离平衡概念。3掌握弱电解质的电离平衡规律,并会判断和证明强弱弱电解质。4掌握一元强酸(强碱)或一元弱酸(弱碱)的性质比较。5掌握电解质溶液导电能力与其强弱的关系。教材导读一、电解质和非电解质1在 或 下能导电的化合物,叫做电解质。在水溶液和熔融状态下 导电的 叫非电解质。2稀硫酸 电解质。氯水、铜能导电,它们 电解质。NH3、SO2的水溶液能导电,NH3、SO2 电解质。3电解质溶液的导电的原因是 ,导电能力取决于 。二、强、弱电解质与结构的关系强电解质弱电解质定义溶于水后 电离的电解质。溶于水后 的电解质。电离过程化合物类型溶液中存在形式(水分子不计)物质类别绝大多数的盐(包括难溶性盐)。强酸: 强碱: 弱酸: 弱碱: 水: 三、弱电解质的电离平衡1在 下,当电解质分子 的速率和 的速率 时,电离过程就达到了平衡状态。2电离平衡的特征是 、 、 、 、 。3影响电离平衡的因素:起决定作用的因素是 ,影响条件有: 、 、 。4对CH3COOH CH3COO + H+ 平衡平衡来说,改变下列条件时,对平衡有何影响(填“向左”、“向右”、“增大”、“减小”)平衡移动方向c(H+)n(H+)升高温度加NaOH通HCl加CH3COONa加Na2CO3加水加冰醋酸四、电离方程式的书写写出下列物质(或微粒)的电离方程式:NaOH NaHSO4 HCl H2O NH3H2O H2CO3 HCO3 Mg(OH)2 要点解读一、电解质非电解质的比较1两者的研究对象都是化合物,单质既不是电解质也不是非电解质;2电解质不一定能导电,导电物质不一定是电解质;非电解质不导电,但不导电的物质不一定是非电解质。3只有本身能电离出离子的化合物才是电解质。如Cl2、NH3的水溶液虽然能导电,但是,Cl2、NH3本身并没有电离出离子,而是它们与水反应生成的HCl、HClO、NH3H2O电离出的离子,所以Cl2、NH3不是电解质。4难溶物质在水中虽不导电,但沉淀可能在熔融状态下能电离,因此也是电解质。如BaSO4等。5离子型氧化物(如Na2O、CaO等)虽然溶于水后并非自身电离,但熔融时却可电离,且完全电离,因此,也是电解质。二、区分离子化合物、共价化合物的方法区分离子化合物、共价化合物的方法是看该物质熔融状态能否导电,能导电的是离子化合物,不能导电的是共价化合物。三、判断电解质的强弱的方法1在相同浓度、相同温度下,对强弱电解质做导电对比实验。2在相同浓度、相同温度下,比较反应速率的快慢。如将Zn粒投入到等浓度的盐酸和醋酸中,结果前者比后者反应快。3浓度与PH的关系。如0.1mol/L的醋酸溶液,其PH1,即可证明CH3COOH是弱电解质。4测定对应盐的酸碱性。如CH3COONa溶液呈碱性,则证明CH3COOH是弱酸。5稀释前后的PH与稀释倍数的变化关系。例如,将PH=2的酸溶液稀释100倍,若PH4,则证明酸为弱酸;若PH=4,则证明酸为强酸。6利用实验证明存在电离平衡。如向醋酸溶液中滴入石蕊试液变红,再加CH3COONH4,颜色变浅。7利用较强酸制备较弱酸来判断电解质强弱。如将CO2通入苯酚钠溶液中,出现浑浊,说明酸性:H2CO3。8利用元素周期表进行判断。如非金属性:ClSPSi,则最高价氧化物对应水化物的酸性:HClO4H2SO4H3PO4H2SiO3;金属性:NaMgAl,则最高价氧化物水化物的碱性:NaOHMg(OH)2Al(OH)3 。四、弱电解质电离方程式的书写1由于弱电解质在溶液中部分电离,所以写离子方程式时用“”符号。如:NHH2ONH4+ +OH 、 CH3COOHCH3COO + H+2多元弱酸分步电离,以第一步电离为主。如:H2CO3H+ + HCO3 HCO3H+ + CO323多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相似,但常用一步电离表示。如Mg(OH)2Mg2+ +2OH五、勒夏特列原理在电离平衡中的应用 在某稀氨水中加入少许指定物质或改变溶液的温度,对NH3H2O NH4+ +OH的电离平衡有如下影响:(1)加水稀释,使溶液中c(NH3H2O)、c(NH4+)、c(OH)均减小,促进NH3H2O分子进一步电离成为NH4+和OH,以减弱溶液中粒子总浓度的减小,所以电离平衡正向移动,但由于OH的增多,不如溶液体积增大得快,所以溶液的pH下降。(2)通入NH3,即增大了c (NH3H2O),电离平衡正向移动,溶液的pH上升。(3)加入固体NH4Cl,即增大了c (NH4+),电离平衡逆向移动,溶液的pH下降。(4)加入固体NaOH,即增大了c (OH),电离平衡逆向移动,溶液的pH上升。(5)通入HCl,即中和了部分OH,使c (OH)下降,电离平衡正向移动,溶液的pH下降。(6)稍加热,由于分子电离为离子时需要吸热,所以电离平衡正向移动,溶液的pH上升。(7)加热蒸发,使NH3H2O分解放出NH3,c (NH3H2O)下降,电离平衡逆向移动,溶液的pH下降。名题导思【例题1】下列说法中正确的是( )A二氧化硫溶于水能导电,故二氧化硫属于电解质B硫酸钡难溶于水,故硫酸钡属于弱电解质C硫酸是强电解质,故纯硫酸能导电D氢离子浓度相同的盐酸和醋酸导电能力相同【分析】不能仅仅根据溶液是否导电判断电解质和非电解质,也不能根据化合物的溶解性及溶液的导电能力判断电解质的强弱。对于选项A,SO2的水溶液导电,电解质是H2SO3,不是SO2;BaSO4难溶于水,只是溶解度小,但溶解的部分完全电离,BaSO4是强电解质,故B项错误;对于选项C,尽管硫酸是强电解质,由于没有水存在,H2SO4未电离,因此不能导电。对于选项D,不能因为醋酸是弱电解质其溶液的导电能力就一定弱,因为溶液的导电能力主要决定于溶液中自由移动离子的浓度。【答案】D【例题2】在CH3COOHCH3COO + H+ 的电离平衡中,要使电离平衡右移,且氢离子浓度增大,应采取的措施是( )A加NaOH(s) B加浓盐酸 C加水 D加热【分析】根据平衡移动原理,要使平衡右移,可采取的措施是加入CH3COOH、加入加NaOH(s)、加水稀释或加热的方法。而要氢离子浓度增大,则可采取的措施是加入CH3COOH、加入浓盐酸或加热,所以要使电离平衡右移,且氢离子浓度增大,应采取的措施是加热。【答案】D【例题3】一定量的稀硫酸与足量的铝粉反应时,为了减缓反应速率,且不影响生成氢气的总量,应向稀硫酸中加入适量的( )ANaOH(固体) BH2O CNaCl(固体) DCH3COONa(固体)【分析】Al和H2SO4反应的实质是:2Al + 6H+ = 2Al3+ + 3H2。在温度一定,铝粉的颗粒大小一定的条件下,反应速率只取决于c (H+)的大小。如果仅仅从减小反应速率来看,选项A、B、D均符合要求;再从不影响H2的总量来看,A显然不符合要求;B中H+的总量保持不变,符合题意;D乍看H+的物质的量好象减小了,但由于溶液中存在电离平衡CH3COOHCH3COO + H+,随着反应的进行,平衡不断向右移动,最终完全反应,产生H2的量不变。【答案】BD【例题4】写出下列物质的电离方程式:(1)次氯酸 (2)硫酸氢钾 (3)氢氧化铁 (4)碳酸氢钠【分析】次氯酸是弱酸,其在溶液中不能完全电离,存在电离平衡:HClO H+ + ClO;硫酸氢钾是强电解质,在溶液中完全电离,并且由于硫酸是二元强酸,所以:KHSO4 = K+ + H+ + SO42;氢氧化铁是弱碱,其在溶液中不能完全电离,存在电离平衡:Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH;碳酸氢钠是强电解质,其在溶液中完全电离:NaHCO3 Na+ + HCO3(由于碳酸是弱酸,所以不会电离出碳酸根离子)。【答案】(1)HClO H+ + ClO(2)KHSO4 = K+ + H+ + SO42(3)Fe(OH)3 Fe3+ + 3OH(4)NaHCO3 = Na+ + HCO3【例题5】设计一个简单的实验,证明在醋酸溶液中存在着CH3COOHCH3COO + H+的电离平衡。【分析】醋酸是酸,能使酸碱指示剂变色。如:在醋酸溶液中加入石蕊,溶液就会呈红色。如果在醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COO + H+电离平衡,则改变外界条件,平衡就会受到破坏,H+浓度就会改变,溶液颜色也会随之改变。【答案】在一支试管中取5mL醋酸,加入石蕊试液,加热,观察溶液红色是否加深。结果发现红色加深,冷却后,溶液又恢复原来颜色,从而证明在醋酸溶液中存在着CH3COOHCH3COO + H+的电离平衡。【例题6】在测定液态BrF3电导时发现,20时导电性很强,说明该化合物在液态时发生电离,存在阴、阳离子。其他众多的实验证实,存在一系列有明显离子化合物倾向的盐类,如KBrF4、(BrF2)2SnF6、ClF3BrF3等。由此推断液态BrF3电离时产生的阴、阳离子是( )AF、Br3+ BF、BrF2+ CBrF4、BrF2+ DBrF52、BrF2+【分析】此题是一道信息给予题,关键要抓住题给信息:有明显离子化合物倾向的盐类,如KBrF4、(BrF2)2SnF6、ClF3BrF3,观察KBrF4能电离出BrF4阴离子,再观察(BrF2)2SnF6能电离出BrF2+阳离子,由ClF3BrF3可设想出BrF3BrF3,即2 BrF3电离出BrF2+和BrF4两种离子。【答案】C随堂演练一选择题1下列物质中,属于电解质的是( ) A铁 B干冰 C醋酸 D二氧化硫2电解质溶液导电能力的强弱决定于( ) A离子的浓度 B溶液的浓度 C溶液的体积 D电解质本身3下列关于强、弱电解质的叙述,有错误的是( ) A强电解质在溶液中完全电离,不存在电离平衡 B在溶液中,导电能力强的电解质是强电解质,导电能力弱的电解质是弱电解质 C同一弱电解质的溶液,当温度、浓度不同时,其导电能力也不同 D纯净的强电解质在液态时,有的导电,有的不导电4下列事实中,能证明氯化氢是共价化合物的是( ) A氯化氢极易溶于水 B液态氯化氢不导电 C氯化氢不易分解 D氯化氢可以导电5一定温度下,一定量的水中,石灰水悬浊液中存在溶解平衡:Ca(OH)2(s) Ca2+(aq) + 2OH(aq),当向此悬浊液中加入少量生石灰时,下列说法中正确的是( ) An (Ca2+)增大 Bc (Ca2+)不变 Cn (OH)增大 Dc (OH)不变6化合物HIn在水溶液中因存在以下电离平衡,故可用作酸碱指示剂: HIn(溶液)H+ + In 红色 黄色浓度为0.02molL1的下列溶液:盐酸 石灰水 NaCl溶液 NaHSO4溶液NaHCO3溶液 氨水。其中能使指示剂显红色的是( )A B C D7如图,横坐标表示加水量,纵坐标表示导电能力,能表示冰醋酸(即无水醋酸)加水稀释的图是( ) 8已知次氯酸是比碳酸还弱的酸,反应Cl 2 +H 2O HCl + HClO达到平衡后,要使HClO浓度增大,可加入( ) ANaCl(固体) B水 CCaCO3(固体) DNaOH(固体)9向碳酸钠的浓溶液中逐滴加入稀盐酸,到不再产生CO2为止,则在此过程中,溶液中的碳酸氢根离子的浓度变化趋势正确的是( ) A逐渐减小 B逐渐增大 C先逐渐增大,而后减小 D先逐渐减小,而后增大10下列电离方程式书写正确的是( ) AH2SH+HS HS=H+S2 BNaHCO3=Na+HCO3 HCO3=H+CO32 CNa2HPO4=2Na+H+PO43 DHFH+F二、填空题11在a、b两支试管中,分别取形态相同、质量相等的一颗锌粒,然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。 (1)a、b两支试管中的现象:相同点是 ;不同点是 ;原因是 。(2)a、b两支试管中产生气体的体积开始时是V(a) V(b);反应完毕后生成气体的总体积是V(a) V(b);原因是 。12甲、乙两瓶氨水的浓度分别1molL1和0.1molL1,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: 。13用0.1molL1NaOH溶液做导电性实验,逐滴加入等体积的0.1molL1CH3COOH溶液,随着醋酸溶液的加入,电流表的读数会 ,其原因是 。14已知Cu(OH)2沉淀在一定的条件下可以溶解在氨水中,有关反应的化学方程式为:Cu(OH)2 + 4NH3H2O Cu(NH3)42+ + 2OH + 4H2O有下列实验操作:(1)操作1:在盛有3mL 0.1molL1CuSO4溶液的试管中滴加3mL 0.2molL1NaOH溶液,结果出现蓝色的悬浊液,有关反应的离子方程式为 。(2)操作2在盛有3mL 0.1molL1CuSO4溶液的试管中滴加3mL 0.2molL1氨水溶液,结果出现蓝色的悬浊液,有关反应的离子方程式为 。(3)在上述两种悬浊液中分别加入2molL1氨水溶解之,请从平衡移动的角度思考哪一种悬浊液更易溶解成为清液? (填“操作1”或“操作2”);理由是 。(4)请你设计一个简单的实验方案验证上述观点或理由的可靠性。15如下图所示:将30ml 0.1molL1Ba(OH)2溶液置于烧杯中,然后慢慢加入0.1molL1某第三周期元素形成的某酸溶液共25mL,加入酸溶液的体积V与电流强度I的I-V图如下图所示。 (1)此酸的化学式为 ; (2)处于C点时溶液中导电的阳离子主要是 ; (3)处于F点时,溶液中导电的阴离子主要是 ; (4)烧杯中刚加入酸时,观察到的现象是 ; (5)从AE电流强度I变小的主要原因是 。 随堂演练参考答案一、选择题1C 2A 3B 4B 5BD 6C 7D 8C 9C 10D二、填空题11(1)都产生无色气泡;a中反应速率较快;盐酸是强酸,醋酸是弱酸,盐酸溶液中c(H+)大。 (2)大于;等于;开始反应时,盐酸溶液中c(H+)较大,但H+总的物质的量相等。12小于;甲瓶氨水的浓度是乙瓶氨水浓度的10倍,故甲瓶氨水的电离程度小于乙瓶氨水的电离程度,故甲、乙两瓶氨水中c(OH)之比小于10。13减小;因为NaOH 是强电解质,加入等量的醋酸后反应生成了强电解质醋酸铵,离子总量不变,但溶液体积增大了一倍,所以溶液中自由移动离子浓度减小,所以电流表读数减小。14(1)Cu2+ +2OH= Cu(OH) 2 (2)Cu2+ +2NH3H2O = Cu(OH) 2+ 2NH4+ (3)操作2;反应时,生成的OH与NH4+反应生成NH3H2O,增大反应物的量,同时减小OH的量,都使平衡向正反应方向移动。 (4)在操作1中加入适量NH4Cl,比较溶解情况。15(1)H3PO4 (2)Ba2+ (3)H2PO4 (4)有白色沉淀生成 (5)生成难溶的Ba3(PO4)2和难电离的水,使溶液中的离子浓度降低。知识拓展盐类是否都是强电解质大多数盐类是强电解质,少数的盐有形成共价键的倾向,电离度很小,属于弱电解质。例如,氯化汞、碘化镉等虽然也是由离子组成的,但是,Hg2+和Cd2+容易被阴离子所极化,而Cl、I等又是容易极化的阴离子,由于阳、阴离子间的相互极化作用,电子云产生较大的变形,引起了键的性质的改变,它们的熔点和沸点不如离子晶体那样高。 HgCl2 CdI2 熔点 276 388 沸点 302 713实验证明,HgCl2的水溶液几乎不导电,即使在很稀的溶液中,它的电离度也不超过0.5。这说明HgCl2在溶液里主要是以分子形式存在的,只有少量的HgCl+、Hg2+和Cl离子。过渡金属的盐在水溶液中常出现类似于上述的情况。第二节 水的电离和溶液的PH 考纲要求1了解水的电离、溶液pH等概念。2掌握有关溶液PH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的计算。3会判断溶液的酸碱性及溶液酸碱性的强弱。教材导读一、水的电离和水的离子积1水的电离水是一种极弱的电解质,能微弱电离。电离方程式: ,可简写为: 。2水的离子积25时,1L纯水中只有 mol的水分子发生电离,同时产生的c (H+)与c (OH)均为 mol/L。在一定温度下,c (H+)与c (OH)的乘积是一个常数,通常用KW表示,称为 ,简称 ,其表达式为: 。常温时该常数为: 。水的离子积常数是水电离平衡时的性质,不仅适应于 ,也适应于 。如稀酸、稀碱、或其他中性水溶液。常温时任何稀溶液中,c (H+)c (OH) = 11014。3影响水的电离平衡的条件和规律(1)加酸或碱时,水的电离平衡向 方向移动,即加酸或碱 (促进或抑制)水的电离。KW 。(“变”或“不变”)(2)向水中加入活泼金属如钾、钠时,由于活泼金属能与水电离产生的 直接作用,放出氢气,故 (促进或抑制)水的电离。KW 。(“变”或“不变”)(3)向水中加入强酸强碱盐(如NaCl)时,水的电离平衡 移动,KW 。(“变”或“不变”)(4)因为水的电离过程 ,所以升高温度时,水的电离平衡向 方向移动,c (H+)与c (OH)同时 ,KW ,但由于c (H+)与c (OH)始终保持相等,故仍显 性。如纯水的温度由25升高到100时,c (H+)与c (OH)都从 molL1变为 molL1,KW由 变为 ,但由于c (H+) = c (OH),故仍呈中性。二、溶液的酸碱性1溶液酸碱性取决于 的相对大小。225时,在中性溶液中c (H+) = c (OH) = 1107molL1;在酸性溶液中c (H+) c (OH),c (H+) 1107molL1;在碱性溶液中,c (H+) c (OH),c (H+) 1107molL1。3100时,水的离子积KW = 11014,此时某溶液中的c (H+) = 1106molL1;此溶液呈 性。三、溶液的PH1PH= 。2在常温下,溶液的酸碱性与溶液中c (H+)及溶液的PH的关系:中性溶液:PH ;酸性溶液:PH ;碱性溶液:PH 。溶液的酸性越强,c (H+)越 ,溶液的PH越 ;相反,溶液的碱性越强, 浓度越小, 浓度越大,PH越 。3PH变化1个单位,溶液中c (H+)变化 。4一般使用的PH范围是 ,对应的c (H+)为 到 。四、溶液PH的测定1测定溶液PH的方法有 。2用PH试纸测定溶液的PH,正确操作是: 。五、溶液PH的计算10.01molL1的盐酸PH= ,0.01molL1的稀硫酸PH= 。20.01molL1的NaOH溶液PH= ,0.01molL1Ba(OH)2溶液PH= 。要点解读一水的电离1水是极弱电解质,发生微弱电离,其电离方程式为:2H2OH3O+ + OH,简写为:H2OH+ + OH。水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的,因此,极难发生。实验测得:25时1L纯水中只有1107mol水分子发生电离。2由水电离出的H+和OH数目在任何情况下总是相等的。只有在25时纯水中c (H+)= c (OH) = 1107molL1。二、水的离子积常数 1水是弱电解质,在一定温度下达到电离平衡。实验测得,在任何水溶液中c(H+)c(OH)都是一个常数,我们把它称作水的离子积常数,用KW表示。KW= c (H+)c (OH)。在25时,KW=1.0 1014。2水的离子积KW与温度有关,温度越高KW越大。所以,使用水的离子积时,必须指明温度。如不指明,则认为是25。3水既可以看作一元弱酸,也可看作一元弱碱。当向水中加入酸时,由于c (H+)增大,水的电离平衡将逆向移动c (H+)1107mol/Lc(OH);当向水中加入碱时,c(OH)增大,水的电离平衡将逆向移动c (H+)1107mol/Lc (OH)。虽然水的电离平衡被破坏,但c(H+)c(OH)并没有改变,只是c (H+)和c (OH)的相对大小发生变化而已。4 KW= c (H+)c (OH)不仅适应于中性溶液,也同样适应于稀的酸溶液和稀的碱溶液。在任何时候,在任何溶液中,都同时存在H+、OH,其乘积也为一常数。在不同的溶液中,c (H+)和c (OH)虽然不一定相等,但是由水电离出的c (H+)和c (OH)却总是相等的。5KW = c (H+)c (OH)式中的c (H+)和c (OH)指的是溶液中的H+和OH的总浓度,要弄清溶液中的c (H+)和水电离出的c (H+),溶液中的c (OH)和水电离出的c (OH)。一般说来,当溶液中的c (H+)或c (OH)大于由水电离出的H+或OH溶液1000倍,水电离产生的H+或OH浓度即可忽略。三、溶液的PH1当溶液中c (H+)、c (OH)较小时,直接用c (H+)、c (OH)表示溶液的酸碱性强弱时,就会很不方便。因此,引入PH就是为了解决这个问题。2PH的定义:PH=-3PH的适应范围:c (H+)的大小范围为11014c (H+)1mol/L,即0PH14。当c (H+)1mol/L或c (OH)1mol/L时,直接用浓度表示。4c (H+)越大,PH越小,溶液的酸性越强;c(OH)越大,PH越大,溶液的碱性越强。PH每改变1,溶液中c (H+)改变10倍,即PH增大1,溶液中c (H+)就减小为原来的,PH减小1,溶液中c (H+)就增大为原来的10倍。四、溶液酸碱性的判断 1溶液的酸碱性判断的依据是c (H+)和c (OH)的相对大小:c (H+)= c (OH) 中性c (H+)c (OH) 酸性c (H+)c (OH) 碱性225时:由于KW=1.01014,所以:c (H+)= 1107mol/L pH =7 中性c (H+)1107mol/L pH7 酸性c (H+)1107mol/L PH7 碱性五、溶液PH的测定1可以用PH试纸测定溶液的PH。方法是用干燥、洁净的玻璃棒蘸取未知溶液点在试纸中部,然后与标准比色卡对比,读出溶液的PH。2测定溶液的PH时,PH试纸千万不能湿润,否则,非中性溶液的PH测定值将比实际PH大(酸)或小(碱)。六、溶液PH的计算PH计算的类型较多,各种类型的PH计算方法分类如下:1单一溶液的PH计算(1)强酸溶液,如HnA,设浓度为c mol/L,则c(H+)= nc mol/L PH=(2)强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为c mol/L,则c(H+)=,PH=14+2酸、碱混合PH计算(1)两种强酸混合:先求混合液中的H+浓度:= 然后再由PH=-,求出溶液的PH。 若两种强酸溶液的PH之差2,且以等体积混合,则可采用速算法:混合液的PH等于混合前溶液PH较小值加0.3。如PH=3和PH=5的两种强酸等体积混合,混合液的PH=3.3。(2)两种强碱混合:先求混合液中的OH浓度:= 然后再水的离子积常数,求出混合液中的H+浓度,最后取负对数。 若两种强碱溶液的PH之差2,且以等体积混合,则可采用速算法:混合液的PH等于混合前溶液PH较大值减0.3。如PH=13和PH=11的两种强碱等体积混合,混合液的PH=12.7。(3)强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中的H+或OH浓度: = 再计算出溶液的PH。(4)将强酸、强碱溶液以某体积比混合,若混合液呈中性,则c(H+):c(OH)、:、PH酸、PH碱,有如下规律(25):因为是强酸、强碱混合,且混合溶液呈中性,则必然有c(H+)= c(OH),故有。在碱溶液中,将其代入上式得:,两边取负对数得:PH酸 + PH碱 = 14 - lg。现具体举例如下::c(H+): c(OH)PH酸 + PH碱10:11:10151:11:1141:1010:113m:nn:m14+lg3强酸(强碱)、弱酸(弱碱)加水稀释后的PH的计算:(1)强酸PH=a,加水稀释10n倍,则PH=a+n 对于强酸来说,由于已完全电离,随着水的加入,H+不会增多,所以在其溶液中加水,遵循“稀释定律”。(2)弱酸PH=a,加水稀释10n倍,则PHa+n 对于弱酸来说,由于其在溶液中并没有完全电离,所以加水稀释时,弱酸的电离平衡正向移动,所以弱酸每稀释10倍,PH增大不足1个单位。 无论稀释多少倍,酸溶液的PH都不能等于或大于7,只能趋近于7。这是因为当PH接近于6时,再加水稀释,由水电离提供的H+不能再忽略。(3)强碱PH=b,加水稀释10n倍,则PH=b-n 对于强碱来说,由于已完全电离,随着水的加入,OH不会增多,所以在其溶液中加水,遵循“稀释定律”。(4)弱碱PH=b,加水稀释10n倍,则PHb-n 对于弱碱来说,由于其在溶液中并没有完全电离,所以加水稀释时,弱碱的电离平衡正向移动,所以弱碱每稀释10倍,PH减小不足1个单位。 无论稀释多少倍,碱溶液的PH都不能等于或小于7,只能趋近于7。这是因为当PH接近于8时,再加水稀释,由水电离提供的OH不能再忽略。名题导思【例题1】下列说法正确的是( )AHCl溶液中无OHBNaOH溶液中无H+CKCl溶液中既无H+也无OHD常温下,任何物质的水溶液中都有H+和OH,且KW=11014【分析】无论是酸、碱还是盐类,无论是电解质,电解质还是非电解质,只要在水溶液中,都存在H2OH+ + OH平衡。25时,在任何物质的水溶液中都有:KW = c (H+) c (OH)= 1 1014。因为水的电离是吸热反应,改变温度,电离平衡必将发生移动,c (H+)、c (OH)都将改变,所以KW也将改变,只有在常温下KW= 11014。【答案】D【例题2】(04广东)PH相同的盐酸和醋酸两种溶液中,它们的( )AH+的物质的量相同 B物质的量浓度相同CH+的物质的量浓度不同 DH+的物质的量浓度相同【分析】PH相同的HCl和CH3COOH,其c(H+)相同,且都等于10PH molL1;由于HCl为强酸完全电离,而CH3COOH为弱酸只能部分电离,故在c(H+)相同时,c(HCl)c(CH3COOH),由于n(H+)= c(H+)V(aq),所以在体积没有给出时不能确定两种溶液的n(H+)是否相同。【答案】D【例题3】(04广东)甲酸和乙酸都是弱酸,当它们的浓度均为0.10molL-1时,甲酸中的c(H+)约为乙酸中c(H+)的3倍。现有两种浓度不等的甲酸溶液a 和b,以及0.10molL-1的乙酸,经测定它们的pH从大到小依次为a、乙酸、b。由此可知( )Aa的浓度必小于乙酸的浓度 Ba的浓度必大于乙酸的浓度Cb的浓度必小于乙酸的浓度 Db的浓度必大于乙酸的浓度【分析】本题主要考查弱电解质的电离平衡知识和酸的相对强弱等问题。由于c(HCOOH) = c(CH3COOH) = 0.1 molL1时,甲酸中的c(H+)是乙酸中c(H+)的3倍,故甲酸的酸性强于乙酸的酸性。又因PH(a)PH(CH3COOH)PH(b),即溶液a的c(H+)0.1 molL1 (CH3COOH)的c(H+)溶液b的c(H+),所以a的浓度小于乙酸的浓度,但无法确定乙酸与b的浓度的相对大小(因HCOOH酸性CH3COOH酸性)。【答案】A【例题4】常温下,在PH=12的溶液中,由水电离出的c(OH)为( )A1107mol/L B1106mol/LC1102mol/L D11012mol/L【分析】PH=12的溶液,其中c (H+)总=11012mol/L。则c (OH)= 1102mol/LH2O H+ + OH纯水电离 1107mol/L 1107mol/L加入碱后 x (x + 1102)mol/L由于加入碱后,溶液的PH=12,水的电离平衡向左移动,c (H+) = x 1107mol/L,所以:(x + 1102)mol/L=102mol/L,根据水的离子积KW= c(H+)c(OH)= 102 x =11014,所以,x=11012(mol/L)。【答案】D【例题5】将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的PH最接近于( )A8.3 B8.7 C9 D9.7【分析】本题是强碱混合,应先计算混合液中c(OH),然后再由水的离子积常数计算出溶液中的c(H+)浓度,最后,求出溶液的PH。=5.05105(mol/L),= 21010(mol/L),PH=9.7【答案】D【例题6】(02全国理综)有人曾建议用AG表示溶液的酸度(acidity arede),AG的定义为AGlg(c(H)/ c(OH))。下列表述正确的是()A在25时,若溶液呈中性,则pH7,AG1B在25时,若溶液呈酸性,则pH7,AG0C在25时,岩溶液呈碱性,则pH7,AG0D在25时,溶液的pH与AG的换算公式为AG2(7pH)【分析】本题考查了对溶液酸碱性的认识,对PH、AG定义的理解和关系式的推导,能反映学生对数运算的数学基础。新旧知识的融合、检测学生应变能力是高考命题的发展趋势之一。根据溶液中c(H)与c(OH)的相对大小,来决定溶液的酸碱性。又从PH和AG的定义寻找两者的关系式。AAG=lgc(H)/ c(OH)=lg1=0B呈酸性,c(H)c(OH),AGlg1=0C呈碱性,c(H)c(OH),AGlg1=0D25时,PH + POH = PKW = 14, AG = lg c(H) - lgc(OH) = -PH +14 PH =14 2PH = 2(7 - PH)【答案】D随堂演练一、选择题1(2005春招)对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施,有关叙述正确的是( ) A加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大 B使温度都升高20后,两溶液的pH均不变 C加水稀释2倍后,两溶液的pH均减小 D加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多2液氨与水性质相似,也存在微弱的电离:2NH3(液)NH4+NH2,其离子积常数K=NH4+NH2=21030(223K),维持温度不变,向液氨中加入少量NH4Cl固体或NaNH2固体,不发生改变的是( ) A液氨的电离度 B液氨的离子积常数 CNH4+ DNH2390时水的离子积Kw=3.81013,该温度时纯水的PH是( ) A等于7 B小于7 C大于7 D无法确定4下列各种试纸,在使用时预先不能用蒸馏水润湿的是( ) A红色石蕊试纸 B蓝色石蕊试纸C碘化钾淀粉试纸 DPH试纸5已知达到电离平衡的0.1mol/L的醋酸溶液中,为了促进醋酸的电离,同时使溶液的PH降低,应采取的措施是( ) A加入一定量的水 B加热溶液 C加入少量盐酸 D加入冰醋酸6某溶液中水电离产生的C (H+) = 11011mol/L,该溶液的PH可能等于( )A11 B3 C8 D77(江苏2004)用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为Vl和V2,则Vl和V2的关系正确的是( ) AV1V2 BV1V2 CV1=V2 DV1 V28将PH=1的盐酸平均分成两份,一份加适量水,加一份加入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,则加入的水与NaOH溶液的体积比为( ) A9 B10 C11 D129一元强酸X和一元弱酸Y,PH值均等于2,各取1L与足量的Mg反应,下列叙述正确的是( ) AX产生的H2多B反应开始瞬间X反应速度快 C两者产生的H2一样多D反应开始瞬间两者速度相等10将c(H+)=1102molL1的CH3COOH和HNO3溶液分别稀释100倍,稀释后两溶液的H+的物质的量浓度分别为a和b,则a和b的关系为( ) Aab Bab Ca=b D不能确定二、填空题11一定温度下,有:a盐酸、b硫酸、c醋酸三种酸:(1)当其物质的量浓度相同时,c(H+)由大到小的顺序是 ,(2)同体积、同物质的量浓度的三种酸溶液,中和NaOH的能力由大到小的顺序是 ,(3)当其c(H+)相同
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