第十一讲水的电离和溶液的pH值【考纲要求】1.从水的电离平衡去理解水的离子积和溶液pH值的含义，掌握溶液pH值跟氢离子浓度和溶液酸碱性的关系。2.了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值。3.掌握酸碱的pH值计算以及氢离子浓度和pH值的互算。4.通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进展矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。一、水的离子积1．定义H2OH++OH--Q，KW=c(H+)·c(OH-)2．性质（1）在稀溶液中，KW只受温度影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。（2）在其它条件一定的情况下，温度升高，KW增大，反之那么减小。二、溶液的pH1．定义pH=-lgc(H+)，广泛pH的范围为0～14。注意：当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1mol时，不用pH表示溶液的酸碱性。2．pH与溶液酸碱性的关系（25℃时）表5-1pH与溶液的酸碱性pH溶液的酸碱性pH<7溶液呈酸性，pH越小，溶液的酸性越强pH=7溶液呈中性pH>7溶液呈碱性，pH越大，溶液的碱性越强3．改变溶液pH的常用方法11/11\n表5-2改变溶液pH的方法pH变化采取的措施pH增大加碱对于酸性溶液可加水稀释pH减小加酸对于碱性溶液可加水稀释注意：酸性溶液无限加水稀释，pH只能接近于7，且仍小于7；碱性溶液无限加水稀释时，pH只能接近于7，且仍大于7。4．有关pH的计算（1）酸溶液中，c(H+)酸c(H+)水≈KW；碱溶液中，c(OH-)碱c(OH-)水≈KW。（2）强碱、强碱溶液稀释的计算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、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算表5-3强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算混合物质两种溶液pH关系混合后溶液pHA、B均为酸pHA<pHBpHA+0.3A、B均为碱pHA<pHBpHB-0.3A是酸、B是碱pHA+pHB=147pHA+pHB<14(酸剩余)pHA+0.3pHA+pHB>14(酸剩余)pHB-0.3注意：酸碱溶液的pH之差必须≥2，否那么误差较大。*（4）pH、c、的关系①一元弱酸溶液中，pH=-lgc(H+)=-lg(c)②一元弱碱溶液中，pOH=-lgc(OH-)=-lg(c)，pH=14-POH注意：*局部为新教材中不作要求的局部。水的电离和溶液的pH根底知识一、水的电离11/11\n1、水是一种的电解质，它能微弱电离生成和，其电离方程式为，通常简写为。2、在25℃时，1L水的物质的量约为mol，其中，只有 molH2O电离。水的离子积常数，简称水的离子积，其表达式为Kw=，Kw随温度升高而，因为水的电离是的过程。例如：25℃时，Kw为1×10-14，100℃时约为1×10-12。水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他水溶液。不管是纯水还是稀溶液，只要不变，Kw就不变。二、溶液的酸碱性和pH１、在酸、碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但H+与OH－的浓度乘积仍是 。当加酸时，水的电离平衡 ，c(H+)c(OH－)；当加碱时，道理也如此，只是c(OH－) c(H+)。所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c(H+)和c(OH－)的相对大小问题。２、利用c(H+)和c(OH－)的相对大小判断溶液的酸碱性：假设c(H+)＜c(OH－)，那么溶液呈；假设c(H+)＝c(OH－)，那么溶液呈；假设c(H+)＞c(OH－)，那么溶液呈。3、溶液酸碱性的表示方法――pH(1)定义：pH ＝ 。(2)意义：pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小，能表示溶液的酸碱性强弱。11/11\n常温下，pH<7溶液呈，pH越小，溶液酸性越 ；pH每减小1个单位，c(H+) 。当溶液的酸碱性用pH表示时，其c(H+)的大小范围一般为 mol/L<c(H+)< mol/L。即14 > pH >0。三、关于pH的计算(填写计算式)1、单一溶液的pH强碱[OH-浓度为c(OH-)]：2、混合溶液的pH⑴两强酸[H+浓度分别为c1(H+)、c2(H+),体积分别为V1、V2]混合：规律:强酸等体积混合：假设pH差≥2时，用较小的pH值⑵两强碱[OH-浓度分别为c1(OH-)、c2(OH-),体积分别为V1、V2]混合：规律:强碱等体积混合：假设pH差≥2时，用较大的pH值⑶强酸与强碱[强酸：c(H+)、V1；强碱:c(OH-)、V2]混合假设完全中和：假设酸过量：假设碱过量：四、pH的测定方法：pH试纸、酸碱指示剂、pH计等。稳固练习一、选择题1．重水（D 2O）离子积为1.6×10 -5 ,可以由pH一样的定义来规定pD=-lgc(D+),以下表达正确的选项是（ ）A．溶解0.01molDCl的D2O溶液1L，其pD=2.0B．中性溶液的pD=7.0C.含0.2mol的NaOD的D2O溶液2L，其pD=12.0D．向100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，参加50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD=1.011/11\n2．以下说法正确的选项是（）A．pH<7的溶液一定是酸溶液B．pH=5的溶液和pH=13的溶液相比，前者c(OH-)是后者的100倍C．碱性溶液中滴入酚酞必定显红色D．在1mol/L的氨水中，改变外界条件使c(NH4+)增大，那么溶液的pH一定增大3．在0.1mol/L硫酸溶液中，水电离出来的c(H+)是（）A.5×10-13mol/LB.0.02mol/LC.1×10-7mol/LD.1×10-12mol/L4．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，标准的操作是（）A．将pH试纸放入溶液中观察其颜色变化，跟标准比色卡比较B．将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较C．用枯燥的干净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较5．有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液的两倍，那么甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是（）A.2∶1B.100∶1C.1∶100D.无法确定6．水是一种极弱的电解质，在室温下平均每n个水分子只有一个分子发生电离，那么n值是（）A.1×10-14B.55.6×107C.107D.55.6*7．在0.1mol/L醋酸溶液中，要使醋酸的电离度和溶液的pH都减小，同时又使醋酸根离子浓度增大，可参加的试剂是（）A.CH3COONa浓溶液B.1mol/L氨水C.1mol/L硫酸溶液D.2mol/LCH3COOH溶液11/11\n8．等量的苛性钠溶液分别用pH=2和pH=3的醋酸溶液中和，设消耗醋酸溶液的体积依次为Va、Vb，那么两者的关系正确的选项是（）A.Va>10VbB.Vb=10VaC.Vb<10VaD.Vb>10Va9．以下四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比①∶②∶③∶④是（）①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOH溶液④pH=11的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3*10.同温度下的两种氨水A和B，A溶液的浓度是cmol/L，电离度为1；B溶液中[NH4+]为cmol/L，电离度为2。那么以下判断正确的选项是（）A．A溶液中的[OH-]是B溶液中[OH-]的1倍B．1<2C．B溶液物质的量浓度可表示为c/2mol/LD．A溶液的pH大于B溶液的pH*11.对于25℃时，pH都等于4的盐酸和碘化铵溶液中，水的离子积（KW）和电离度（HCl和NH4I分别用A和B表示）的表达正确的选项是（）A．KW相等，A=BB.KW不等，A=B/11C．KW相等，B=108AD.KW相等，B=106A12．常温下，0.1mol/L的一元酸HA溶液的pH=2.0，0.1mol/L的一元碱BOH的溶液中c(OH-)/c(H+)=1012，将此两种溶液等体积混合后，所得溶液中离子浓度大小关系正确的选项是（）A.c(OH-)>c(H+)>c(B+)>c(A-)B.c(OH-)<c(H+)<c(A-)<c(B+)C.c(H+)<c(OH-)<c(A-)<c(B+)D.c(B+)=c(A-)>c(H+)=c(OH-)13．弱酸HY溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（）A.3.0～3.3B.3.3～3.5C.3.5～4.0D.3.7～4.311/11\n14．在平衡体系：H2SH++HS-，HS-H++S2-中，当减小溶液pH时，那么硫离子浓度会（）A.可能增大，也可能减小B.增大C.减小D.无变化二、非选择题*15.假设纯水中水的电离度为1，pH=x的盐酸中水的电离度为2，pH=y的氨水中水的电离度为3，两溶液等体积混合后溶液中水的电离度为4，假设x+y=14（其中x≤6，y≥8），那么1、2、3、4从小到大的顺序是：____________________。*16.在25℃时，0.1mol/LNaR的溶液中水的电离度为1，在0.1mol/L盐酸中水的电离度为2，假设1∶2=109，那么0.1mol/LNaR溶液的pH为_______。17．已知浓度均为0.1mol/L的8种溶液：①HNO3②H2SO4③HCOOH④Ba(OH)2⑤NaOH⑥CH3COONa⑦KCl⑧NH4Cl其溶液pH由小到大的顺序是______________________。*18.已知25℃时几种物质的电离度（溶液浓度为0.1mol/L）如下表：（已知H2SO4第一步电离是完全的）①H2SO4溶液的H2SO4-②NaHSO4溶液中的HSO4-③CH3COOH④HCl10%29%1.33%100%（1）25℃时，0.1mol/L上述几种溶液中c(H+)由大到小的顺序是（填序号，下同）_______________。（2）25℃时，pH相同的上述几种溶液，其物质的量浓度由大到小的顺序是______________。（3）25℃时，将足量的锌粉投入等体积，pH等于1的上述几种溶液中，产生H2的体积（同温同压下）由大到小的顺序是________________。11/11\n（4）25℃时，0.1mol/lH2SO4溶液中HSO4-的电离度小于0.1mol/LNaHSO4溶液中HSO4-的电离度的原因是_______________________。19．配制99℃时的溶液100mL(KW=1×10-12)使其中c(OH-)为10-9mol/L，除纯水外，需要用pH=1的盐酸溶液________mL。20．甲、乙两瓶氨水的浓度分别为1mol/L和0.1mol/L，那么甲、乙两瓶氨水中c(OH-)之比_______（填大于、等于或小于）10。请说明理由。21．取体积相同（0.025L）的两份0.10mol/LNaOH溶液，把其中一份放在空气中一段时间后，溶液的pH_______（填增大、减小或不变），其原因是________________。*22.将0.05mol/L的盐酸溶液和未知浓度的氢氧化钠溶液以1∶2的体积比混合，所得混合溶液的pH为12。用上述氢氧化钠溶液滴定pH为3的某一元弱酸溶液20mL，到达终点时消耗氢氧化钠溶液12.5mL。试求：（1）氢氧化钠溶液的物质的量浓度。（2）此一元弱酸的物质的量浓度。（3）一元弱酸的电离度。23．NaOH和Ba(OH)2混合溶液的pH=14，取该溶液100mL,持续通CO2，当CO2通入体积为0.56L时生成沉淀最多。试通过计算（气体体积均指标态，设溶液体积不发生改变）答复：（1）NaOH和Ba(OH)2的物质的量浓度各是多少？（2）当通入CO2总体积为2.24升时，溶液中各离子（除H+、OH-）物质的量浓度各是多少？24．将磷酸溶液逐渐滴加到60mL的氢氧化钡溶液中，其溶液的pH与所加磷酸的体积之间的关系如以以下图所示（溶液的总体积看作原溶液体积与滴参加的溶液体积之和）。11/11\n求：（1）pH为P时，生成沉淀的质量；（2）pH为P时，溶液中c(OH-)。水的电离和溶液的pH根底知识参考答案一、水的电离1、水是一种极弱的电解质，它能微弱电离生成H3O+和OH-，其电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-，通常简写为H2OH++OH-。2、在25℃时，1L纯水的物质的量约为55.56mol，其中，只有1×10-7molH2O电离。水的离子积常数，简称水的离子积，其表达式为Kw=c(H+)·c(OH－)，Kw随温度升高而增大，因为水的电离是吸热的过程。例如：25℃时，Kw为1×10-14，100℃时约为1×10-12。水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他水溶液。不管是纯水还是稀溶液，只要温度不变，Kw就不变。二、溶液的酸碱性和pH１、在酸、碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但H+与OH－的浓度乘积仍是常数 。当加酸时，水的电离平衡向左移动 ，c(H+)﹥c(OH－)；当加碱时，道理也如此，只是c(OH－) ﹥c11/11\n(H+)。所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c(H+)和c(OH－)的相对大小问题。２、利用c(H+)和c(OH－)的相对大小判断溶液的酸碱性：假设c(H+)＜c(OH－)，那么溶液呈碱性；假设c(H+)＝c(OH－)，那么溶液呈中性；假设c(H+)＞c(OH－)，那么溶液呈酸性。3、溶液酸碱性的表示方法―---pH(1)定义：pH ＝ －lg[c(H+)]。(2)意义：pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小，能表示溶液的酸碱性强弱。常温下，pH<7溶液呈酸性，pH越小，溶液酸性越 强；pH每减小1个单位，c(H+) 增大10倍。当溶液的酸碱性用pH表示时，其c(H+)的大小范围一般为 1×10-14 mol/L≤c(H+)≤ 1 mol/L。即14 ≥ pH ≥0。三、关于pH的计算(填写计算式)1、单一溶液的pH强碱[OH-浓度为c(OH-)]：c(H+)=Kw/c(OH-),pH＝－lg[c(H+)]2、混合溶液的pH⑴两强酸[H+浓度分别为c1(H+)、c2(H+),体积分别为V1、V2]混合：c(H+)混=[c1(H+)V1+c2(H+)V2]/(V1+V2),pH＝－lg[c(H+)混]规律:强酸等体积混合：假设pH差≥2时，用较小的pH值加0.3⑵两强碱[OH-浓度分别为c1(OH-)、c2(OH-),体积分别为V1、V2]混合：c(OH-)混=[c1(OH-)V1+c2(OH-)V2]/(V1+V2),c(H+)混=Kw/c(OH-)混,pH＝－lg[c(H+)混]规律:强碱等体积混合：假设pH差≥2时，用较大的pH值减0.3⑶强酸与强碱[强酸：c(H+)、V1；强碱:c(OH-)、V2]混合11/11\n假设完全中和：pH＝7假设酸过量：c(H+)余=[c(H+)V1-c(OH-)V2]/(V1+V2),pH＝－lg[c(H+)余]假设碱过量：c(OH-)余=[c(OH-)V2-c(H+)V1]/(V1+V2),c(H+)=Kw/c(OH-)余,pH＝－lg[c(H+)]四、pH的测定方法：pH试纸、酸碱指示剂、pH计等。稳固练习参考答案1.AD2.B3.A4.C5.D6.B7.D8.D9.A10.AC11.D12.C13.A14.A15.2=3<4<116.1017.②①③⑧⑦⑥⑤④18.(1)①④②③(2)③②④①(3)③②①④(4)在稀H2SO4溶液中，由H2SO4电离H+，能抑制HSO4-的电离，促使HSO4-H++SO42-平衡向左移动，而在NaHSO4溶液中不存在上述的作用19.120.甲瓶氨水的浓度是乙瓶氨水的10倍，故甲瓶氨水的电离度比乙瓶氨水的电离度小，所以甲、乙两瓶氨水中[OH-]之比小于1021.减小，NaOH与空气中的CO2反响，造成NaOH浓度减少，故溶液的pH减小。22.（1）0.025mol/L(2)0.04mol/L(3)4%23.(1)0.5mol/L,0.25mol/L(2)Na+为0.5mol/L，Ba2+为0.25mol/L,HCO3-为1mol/L24.(1)0.3g(2)0.0375mol/L11/11
