02第34讲水的电离和溶液的pH【正文】听课手册

第34讲水的电离和溶液的pH1.认识水的电离,了解水的离子积常数。

2.能进行溶液pH的简单计算,能正确测定溶液pH,能调控溶液的酸碱性。

3.能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。考点一水的电离1.水的电离(1)水是极弱的电解质①水的电离方程式为,简写为。

②水的电离常数表达式:。

(2)水的电离过程(填“吸热”或“放热”)。

2.水的离子积常数[微点拨1](1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),其实质是水溶液中的H+和OH-浓度的乘积,不一定是水电离出的H+和OH-浓度的乘积。(2)升高温度,促进水的电离,产生的c(H+)、c(OH-)均增大,故KW增大。3.影响水的电离平衡的因素(1)温度:温度升高,水的电离;温度降低,水的电离。

(2)酸、碱:水的电离。

(3)能水解的盐:水的电离。

(4)实例分析:填写下表(填“增大”“不变”“减小”“正向”或“逆向”)。条件体系变化移动方向KW电离程度c(OH-)c(H+)加酸

加碱

加入可以水解的盐Na2CO3

NH4Cl

加入中性的盐NaCl

温度升温

降温

其他,如加入Na(不考虑温度变化)

[微点拨2](1)给水加热,水的电离程度增大,c(H+)>10-7mol·L-1,pH<7,但水仍显中性。(2)酸、碱能抑制水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生的c水(H+)[或c水(OH-)]<1×10-7mol·L-1;能水解的盐溶液中,水电离产生的c水(H+)[或c水(OH-)]>1×10-7mol·L-1。(3)室温下,任何水溶液中均存在c(H+)c(OH-)=KW=1×10-14。【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)100℃的纯水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性 ()(2)25℃和60℃的水的pH,前者大于后者,但都显中性 ()(3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c水(H+)和c水(OH-)相等 ()(4)向蒸馏水中滴加浓硫酸,KW不变 ()(5)25℃时,0.01mol·L-1的盐酸中,c(OH-)=1.0×10-12mol·L-1 ()(6)常温下,0.1mol·L-1的HNO3溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同 ()(7)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同 ()(8)室温下,某溶液中水电离产生的c水(OH-)<10-7mol·L-1,则该溶液一定显酸性 ()题组一水的电离平衡及影响因素1.[2024·辽宁师大附中质检]25℃时,水的电离达到平衡:H2O(l)H+(aq)+OH-(aq)ΔH>0,下列叙述正确的是 ()A.向平衡体系中加入水,平衡正向移动,c(H+)增大B.将水加热,KW增大,c(OH-)减小C.向水中通入HCl气体,c(D.向水中加入少量NaOH固体,平衡正向移动,c(H+)降低2.[2024·湖南五市十校联考]某水溶液中不同温度下pH和pOH的关系如图所示[已知:pOH=-lgc(OH-)]。下列说法不正确的是 ()A.若a=7,则T1<25℃B.e点溶液中通入NH3,可使e点迁移至d点C.若b=6,则该温度下将pH=2的稀硫酸与pH=10的KOH溶液等体积混合后,溶液显中性D.f、d两点的KW比较,前者大题组二由水电离的c水(H+)和c水(OH-)的计算3.室温下,计算下列溶液中水电离出的cH2O(H(1)0.01mol·L-1的盐酸中,cH2O(H+)= (2)pH=4的亚硫酸溶液中,cH2O(H+)= (3)pH=10的KOH溶液中,cH2O(H+)= (4)pH=4的NH4Cl溶液中,cH2O(H+)= (5)pH=10的CH3COONa溶液中,cH2O(H+)=4.[2024·天津十二区县重点校联考]常温下,0.1mol·L-1某一元酸(HA)溶液中c(OH-)c(H+)A.该溶液的pH=1B.该溶液中由水电离的c水(H+)=1×10-11mol·L-1C.向该溶液中加入蒸馏水,c(D.取该溶液V1L,与pH=11的NaOH溶液V2L混合,若混合后溶液的pH=7,则V1>V2方法技巧水电离的c水(H+)或c水(OH-)的计算技巧(25℃时)(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1。(2)酸或碱溶液:酸、碱抑制水的电离,酸溶液中求c(OH-),即cH2O(H+)=cH2O(OH-)=c(OH-);碱溶液中求c(H+),即cH2O(OH-)=cH2O(H+)=c(H+);计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值小的为水电离的(3)可水解的盐溶液:可水解的盐促进水的电离,若溶液显酸性,cH2O(H+)等于溶液中H+的浓度;若溶液显碱性,cH2O(OH-)等于溶液中OH-的浓度;计算出溶液中的c(H+)和c(OH-),数值大的为水电离的cH2(4)酸式盐溶液酸式酸根离子以电离为主:cH2O(H+)=cH2O(OH-)=酸式酸根离子以水解为主:cH2O(H+)=cH2O(OH-)=考点二溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。用“>”“<”或“=”填写下列空白:溶液的酸碱性c(H+)和c(OH-)比较c(H+)的大小(常温)溶液pH(常温)酸性溶液c(H+)

c(OH-)c(H+)1×

10-7mol·L-1pH7

中性溶液c(H+)

c(OH-)c(H+)1×

10-7mol·L-1pH7

碱性溶液c(H+)

c(OH-)c(H+)1×

10-7mol·L-1pH7

[微点拨1]pH=7或c(H+)=1×10-7mol·L-1的溶液不一定呈中性,如100℃时pH=6的溶液呈中性。故由pH数值大小或c(H+)数值大小判断溶液的酸碱性时,一定要注意温度。2.溶液的pH及其测量(1)溶液的pH①计算公式:pH=;c(H+)=。

②适用范围:pH的取值范围为0~14,即适用于c(H+)≤mol·L-1或c(OH-)≤mol·

L-1的电解质溶液;当c(H+)或c(OH-)≥mol·L-1时,直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱度。

(2)测量方法①pH试纸法:用镊子夹取一小块pH试纸放在洁净的或上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的,变色后与对照,即可确定溶液的pH。

②pH计测量法:通过可精确地测量溶液的pH。

[微点拨2]①pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差;②广泛pH试纸只能测出整数值,一般精确到1,pH计可以精确到0.1或0.01。③不能利用pH试纸测定具有强氧化性溶液的pH,如NaClO溶液等。3.溶液pH的计算方法(1)单一溶液pH的计算强酸溶液:如HnA,设浓度为cmol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH==。

强碱溶液(25℃):如B(OH)n,设浓度为cmol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH==

。

(2)混合溶液pH的计算(忽略溶液混合时体积变化)①两种强酸混合:直接求出c混(H+),再据此求pH。c混(H+)=。

②两种强碱混合:先求出c混(OH-),再根据KW求出c混(H+),最后求pH。c混(OH-)=。

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H+或OH-的浓度,最后求pH。c混(H+)或c混(OH-)= 。

【对点自测】判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)(1)任何温度下,利用H+和OH-浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性 ()(2)常温下,将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液等体积混合,所得溶液的pH=7 ()(3)测定NaOH溶液的pH:将待测液滴在湿润的pH试纸上,与标准比色卡对照 ()(4)[2024·黑吉辽卷]使用pH试纸测定KClO溶液的pH ()(5)室温下,0.1mol·L-1的HCl溶液与0.1mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等 ()(6)用pH计测得某溶液的pH为7.45 ()(7)某溶液中c(H+)>10-7mol·L-1,该溶液呈酸性()(8)某溶液的pH>7,则该溶液显碱性 ()(9)用pH试纸测得某新制氯水的pH=2 ()题组一判断溶液的酸碱性1.25℃,下列溶液等体积混合后pH>7的是 ()A.pH=4的盐酸与pH=10的Ba(OH)2溶液B.pH=4的硝酸与pH=10的氨水C.pH=2的醋酸与pH=12的NaOH溶液D.pH=2的硫酸与pH=12的KOH溶液2.[2025·四川成都七中检测]化学中常用pH表示水溶液的酸碱度,其定义为pH=-lgc(H+)。下列有关叙述不正确的是 ()A.等质量的NaOH分别与pH均为3的盐酸和醋酸溶液恰好完全反应,消耗盐酸的体积更小B.0.1mol·L-1的盐酸和0.1mol·L-1醋酸溶液分别加水稀释至pH=5,盐酸加水体积更大C.pH=3的醋酸溶液加水稀释使其体积变为原来的10倍,所得溶液pH小于4D.向pH=3的醋酸溶液中加入等体积pH=3的盐酸,醋酸的电离平衡不移动题组二溶液的pH及相关计算3.[2025·浙江名校协作体联考]常温下,关于溶液稀释的说法正确的是 ()A.将1L0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液加水到体积为2L,pH=13B.pH=3的醋酸溶液加水稀释到原浓度的1100,C.pH=4的H2SO4溶液加水稀释到原浓度的1100,溶液中由水电离产生的c水(H+)=1×10-6mol·LD.pH=8的NaOH溶液加水稀释到原浓度的1100,其4.[2025·湖北荆州中学调研]某温度下纯水的c(H+)=1.0×10-6mol·L-1,在此温度下,将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不计),欲使混合溶液的pH=7,则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为 ()A.11∶1 B.2∶9 C.1∶11 D.9∶25.[2025·湖南长沙雅礼中学检测](1)常温下,在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入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。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是。

(2)常温下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的稀盐酸VbL混合,若所得溶液呈中性,且a+b=13,则V

aV

方法技巧溶液pH的计算思路经典真题·明考向1.[2024·贵州卷]硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]水溶液常用于pH计的校准。硼砂水解生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4](硼酸钠)。已知:①25℃时,硼酸显酸性的原理B(OH)3+2H2OH3O++Ka=5.8×10-10;②lg5.8≈下列说法正确的是 ()A.硼砂稀溶液中c(Na+)=c[B(OH)3]B.硼酸水溶液中的H+主要来自水的电离C.25℃时,0.01mol·L-1硼酸水溶液的pH≈6.38D.等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4]溶液混合后,溶液显酸性2.[2022·浙江卷]25℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是 ()A.相同温度下,等pH的C6H5ONa和CH3COONa溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)B.将浓度均为0.10mol·L-1的C6H5ONa和NaOH溶液加热,两种溶液的pH均变大C.25℃时,C6H5OH溶液与NaOH溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)D.25℃时,0.10mol·L-1的C6H5OH溶液中加少量C6H5ONa固体,水的电离程度变小3.(1)[2023·山东卷节选]含硼固体中的B(OH)3在水中存在平衡:B(OH)3+H2OH++[B