水的电离——pH计算的“灵魂”专题辅导

1、水的电离一一pH计算的“灵魂水的电离溶液的pH计算的“灵魂。理解并掌握水的电离和pH计算，便能从本质上认识溶液的酸碱性，从而“参透电离平衡理论。一.水的电离水是一种极弱的电解质，能电离出H和0H 。1. 水的电离的表示法H2O 出0 H3OOH 或出0 H OH特点： 由水分子与水分子之间的相互作用而引起电离的发生； 通常只有极少数水分子发生电离； 由水分子电离出来的 H与0H数目相等；25C纯水中，c(H ) c(OH )110 7mol L 1。2.水的离子积在 25 C 时 ，纯水中的c(H ) 和和c(OH ) 乘积是一-个常数，即Kw c(H ) c(OH )1 10 7 1 107

2、1 1014。水的离子积是水电离平衡时的重要性质。无论是纯水，还是稀的酸、碱、盐的水溶液中都存在着水的 电离平衡，都存在水的离子积常数。影响水的电离因素除温度外，一般地说：酸碱抑制，盐促进。注意： kW是温度的函数，与 c(H )、c(OH )的变化无关。升温，kW增大；降温，kW减小(因水的电离是吸热过程)。 一定温度下，在水中 c(H )和c(OH )的关系是反比例关系，即“此消彼长。 kW c(H ) c(OH )式中c(H )和c(OH )均只表示整个溶液中的c( H )、c(OH )的总物质的量浓度。 kW的单位是(mol L 1 )2。例1.在pH都等于9的NaOH溶液和CH3CO

3、ONa溶液中，设由水电离产生的 OH离子浓度分别为 Amol L 1和 BmolL 1，那么A和B的关系是()0A. ABB. A104BC. B10 4 AD. AB解析：此题是在纯水中参加碱和盐溶液后判断水的电离情况。pH 9的NaOH溶液中，c(H )110 9 molL 1，而NaOH只提供OH，不提供H，所以溶液中的 H 就是水提供的,91 c(H )水 c(OH )水 1 10 9mol L 1。pH 9的CHsCOONa 溶液中，c( H )110 9mol L 1，由 心知，c(OH )110 5mol L 1, CH3COONa不提供H和OH ，两者全部来自于水的电离。c(O

4、H )水1 105mol L1,所以答案为B。应指出的是，这里的 c(OH )水 c(H )水，因水电离出来的H有相当一局部转化为 CH3COOH 了，c(H ) c(CH3COOH )=c(OH ) 。此题也可以根据“酸碱抑制，盐促进来估算，立即得答案为B。二 . 溶液的酸碱性和 pH由水的电离平衡可以判断溶液的酸碱性和溶液的pH (25C时)：(1) 当 c(H )c(OH )时，溶液为酸性，c(H )1107molL1，pH7；(2) 当 c(H )c(OH )时，溶液为中性，c(H )1107molL1，pH7；71(3) c(H ) c(OH )时，溶液为碱性， c(H )110 7

5、mol L 1，pH 7。注意：( 1) c(H ) 越大， pH 越小，碱性越强； c(H ) 越小， pH 越大，碱性越强。(2) pH lg c(H ) , pOH Ig c(OH ) , 25C时，同一电解质溶液中， pH pOH 14。三 . 溶液的 pH 计算1. 一般型例2.在25C时，某溶液中，由水电离出来的c(H )110 12mol L 1，那么该溶液的pH可能是()。A. 12B. 7C. 6D. 2解析：这种类型题一般可以直接套用pH定义式进行计算。25C时纯水中电离出来的c(H ) c(OH )110 7mol L 1，现题告 c(H )110 12mol L 1，显

6、然水的电离被抑制，而抑制水电离的原因是溶液中的 c(H )或c(OH )增大。假设c(H )增大，根据水的离子积那么有c(H ) 1 10 2mol L 1, pH 2。假设 c(OH )增大，同理那么得 c(OH ) 1 10 2mol L 1, c(H ) 1 10 12mol L 1，pH 12。答案为 A、D。拓展：(1 )强酸溶液的解题思路：c c(H ) pH。如HnA，设物质的量浓度为 cmol L 1,1c(H ) ncmol L , pH Ig c(H ) lg nc。2 强碱溶液的解题思路：c cOH cH pH。如BOHm，设物质的量浓度为lg c(H )14 lg mc

7、。1141cmol L , c(H )10 /mcmol L , pH2. 稀释型例3.常温下pH1的两种一元酸溶液 A和B，分别加水1000倍稀释，其pH与所加水的体积变化如A. A酸比B酸的电离程度小C. B是弱酸，A是强酸F图所示，那么以下结论中正确的选项是B. B酸比A酸容易电离D. pH=1时，B酸的物质的量浓度比 A酸大解析：如果一元酸是强酸,41c(H )110 mol L ， pHpH=1时，cH 110 1mol L 1，加水稀释 103倍后，此时,B酸是弱酸。pH-1时，B酸的物质的量浓度比拓展：1pH-a的酸：A酸大。所以C和D是正确的。强酸，稀释10n 倍，pHa n

8、；弱酸，稀释10n 倍，apH an ；无限稀释，不管酸的强弱,pH均趋向于7 当pH接近6的时候,再加水稀释，由水电离提供的 H不能再忽略。2pHb的碱：强碱，稀释10n 倍，pHb n ；弱碱，稀释10n 倍，bpH bn ；无限稀释，不管碱的强弱，pH均趋向于7当pH接近8的时候，再加水稀释，由水电离提供的OH4。如果是一元弱酸，那么 1 pH 4。从图上可以看出 A酸为强酸而不能再忽略。3同体积同pH的强酸和弱酸，同倍稀释，强酸的pH变化大，弱酸的pH变化小。3. 混合型(1 )同性混合两强酸混合由c(H )混c(H )M c(H 心Vi V先求出混合后的c(H )混，再根据pH lg

9、 c(H )混求得 pH。注意：假设两强酸等体积混合，那么pH pH小0.3。女口 pH 3和pH 5的两种盐酸等体积混合后,pH 33。两强碱混合由c(OH )混c(OH )iVic(OH)2V2，先求出混合后的c(OH )混，再通过V V2Kw求出c( H )，最后求pH。注意：假设两强碱等体积混合，那么pH pH大0.3。如pH 9和pH 11的两种烧碱溶液等体积混合后，pH 10.7。(2 )异性混合例4.用0.10mol L 1NaOH溶液滴定0.10mol L 1盐酸，如到达滴定终点时不慎多滴加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的体积约为 0050mL )，继续加水至50mL，所得溶液的

10、pH是( )A. 4B. 7.2C. 10D. 11.3解析：异性混合其实质是中和反响，反响后溶液的pH，有以下三种情况：(1)假设恰好中和，溶液呈中性， pH 7。卄 人厶亠人小、 c(H ) V(H ) c(OH ) V(OH )(2 )假设剩余酸，那么先求中和后剩余的c(H )余，再求V(H ) V(OH )pH lg c(H )余。c(OH ) V(OH ) c(H ) V(H )亠(3)假设剩余碱，先求中和后剩余的 c(OH )余，再通过Kw求出V(OH ) V(H )c(H )Kw/c(OH )余，最后求出pHlg c(H )。此题为碱过量c(OH )0.050mL0.10mol1L /50mL110 4 molL 1，c(H )10110 mol L1, pH10。答案选C。拓展:(1)酸碱混合后pH的判定规律I.等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合规律: 假设为强酸与强碱混合，那么pH=7 ; 碱强酸弱，那么pH7 ,反之，贝U pH7“强、“强全 反响，溶液呈中 性；谁弱谁过量， pH由“弱定。强酸、强碱恰中和pH=7弱酸、强碱酸过量pH7注意： 假设有 假设有 假设有a、a、b、c、d.c，d，必有相应的混合对象 必有相应的