水的电离和溶液酸碱性.pdf

1/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性 1.水的电离 水分子能够发生电离，水分子发生电离后产生的离子分别是 H3O+和 OH，发生电离的水分子所占比例很小。水是极弱的电解质，发生微弱的（自偶）电离，存在有电离平衡。电离方程式可简写为：H2O H+OH-实验测定：在 25时，实验测得 1L 纯水(即 550.6 mol)只有 1 107mol H2O 电离，因此纯水中 c(H)c(OH)1 107mol/L。电离前后，H2O 的物质的量几乎不变，c(H2O)可以看做是个常数。与化学平衡一样，当电离达到平衡时，电离产物 H和 OH浓度之积与未电离的 H2O 的浓度之比也是一个常数。H2O 的电离常数 K电离=c(H+)*c(OH-)c(H2O)2.水的离子积（1）定义：水的电离极其微弱，在室温下电离前后 n(H2O)几乎不变，因此，c(H2O)可视为常数，则 c(H)c(OH)=K电离 c(H2O)。常数 K 电离与常数 c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作 KW，即 K W=c(H)c(OH)，25 K W=c(H)c(OH)=1.0 1014。（2）对于水的离子积的理解：1）温度越高，Kw 越大，水的电离度越大。对于中性水，尽管 Kw,电离度增大，但仍 是中性水。2）KW不仅适用于纯水（或其他中性溶液），也适用于酸碱盐的稀溶液。3）不同溶液中，c(H+)、c(OH-)可能不同，但是溶液中由水电离出来的 c(H+)、c(OH-)总是相等的。不过 KW=c(H)c(OH)式中，c(H)、c(OH)均表示整个溶液中总物质的量浓度。4）水的离子积是有单位的，表示为 mol2L-2，但因其复杂经常省略。5）常 温 时，若 某 溶 液 中 由 水 电 离 出 来 的+-ac(H)c(OH)=1 10且 a14,则 由 水 电 离 出 的+-a/2c(H)=c(OH)=1 10，pH=a/2 或(14-a/2)。知识讲解 水的电离&溶液酸碱性 2/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性【例1】在某温度时，测得纯水中的 c(H)2.4 107 mol L1，则 c(OH)为 A2.4 107mol L1 B0.1 107mol L1 Cmol L1 Dc(OH)无法确定 拓展练习 1：某温度下纯水中 c(H+)=2 107mol/L，则此时溶液中的 c(-OH)=若温度不变，滴入稀盐酸使 c(H+)=5 106mol/L，则此时溶液中的 c(-OH)=此溶液中水电 离产生的 c(H+)，水电离产生的 c(-OH)=【例2】在-50液氨中有 2NH3(液)NH4+NH2的电离平衡关系，两离子的平衡浓度均为 1 1015mol/L，下列对50时液氨的离子积的表达中正确的是（）A离子积是 1 1015 B不加入其他物质，液氨中 c(+4NH)=c(-2NH)C若液氨中放入 NaNH2，其离子积不变 D此液氨中放入 NH4C1，其离子积数值增加 拓展练习 1：（1）与纯水的电离相似，在-50液氨中有 2NH3(液)NH4+NH2的电离平衡关系，据此判断以下叙述中的错误的是_ A液氨中含有 NH3、NH4+、NH2-等微粒 B一定温度下液氨中 c(NH4+)c(NH2-)是一个常数 C液氨的电离达到平衡的时候有 c(NH3)=c(NH4+)=c(NH2-)D只要不加入其他物质，液氨中 c(NH4+)=c(NH2-)（2）完成下列反应方程式：在液氨中投入一小块金属钠，放出气体_ NaNH2溶于水的反应_ 类似于+-2H+OH=H O的反应_ 【例3】实验表明，液态时，纯硫酸的导电性强于纯水。已知液态电解质都能像水那样自身电离而建立电离平衡(即像 H2OH2O=H3OOH那样)，且在一定温度下都有各自的离子积常数。问在 25时，纯硫酸的离子积常数 K 和水的离子积常数 KW关系为 AKKW BK=KW CKKW D无法比较【例4】水是一种极弱的电解质，在室温下平均每 n 个水分子中只有 1 个分子发生电离，则 n 值是 A107 B5.56 108 C1.0 1014 D55.6 拓展练习 1：某温度时，水的离子积为 110-14，由此可知在该温度下水的电离度（即电离的百分数）为 A1.8 10-7%B1.0 10-2%C1.8 10-9%D1.8 10-14%714104.2100.1 3/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性 3.影响水电离平衡的因素（1）温度：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡右移，电离程度增大，c(H)和 c(OH)同时增大，KW增大，如 100时，KW=1*10-12但由于 c(H)和 c(OH)始终保持相等，故仍呈中性。（2）酸、碱 向纯水中加入酸或碱，由于酸(碱)电离产生的 H(OH)，使溶液中的 c(H)或 c(OH)增大，使水的电离平衡左移，水的电离程度减小。（3）加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属，如金属钠，由于活泼金属能与水电离的 H直接作用，产生氢气，促进水的电离。总结为：条件变化 移动情况 c(H+)、c(OH-)变化 KW 电离程度 纯水+-2H OHOH c(H+)=c(OH-)=10-7mol L-1 1 10-14 很小 升温 向右移动 c(H+)=c(OH-)10-7mol L-1 增大 增大 加酸 向左移动 c(H+)变大，c(OH-)10-7mol L-1 不变 减小 加碱 向左移动 c(OH-)变大，c(H+)c(OH-)pH10-7 10-7 1*10-14 pH 越小，c(H+)越大，溶液的酸性越强；pH 越大，c(OH-)越大，溶液的碱性越大。碱性 c(H+)7 10-7 中性 c(H+)=c(OH-)pH=7=10-7=10-7 4/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性 3）有关 pH 值计算的有关规律 a.单一溶液的 pH 计算 强酸溶液，如 HnA，设浓度为 c mol L-1，则+1c(H)=nc mol L，+pH=-lg c(H)=-lgnc 强碱溶液，如 B(OH)n，设浓度为 c mol L-1，则+-14-1c(H)=10/nc mol L，+pH=-lg c(H)=14lgnc b.酸碱混合 pH 计算 适用于两种强酸混合+1122+12c(H)V+c(H)Vc(H)=V+V混，求出 c(H+)混，再根据公式+pH=-lg c(H)求pH。假如说是强酸（或弱酸）等体积混合，可采用速算的方法：若强酸与强酸（pH 之差大于等于 2）（或纯水）等体积混合，混合液 pH=pH小+0.3。若强酸与强酸（pH 之差等于 1）等体积混合，混合液 pH=pH小+0.26。若弱酸与弱酸（pH 之差大于等于 2）（或纯水）等体积混合，混合液 pH=pH小+0.15。适用于两种强碱混合-1122-12c(OH)V+c(OH)Vc(OH)=V+V混，之后通过 KW 求出 c(H+)，最后根据公式求出 pH。若强碱等体积混合，可采用快速方法：若强碱与强碱（pH 之差大于等于 2）（或纯水）等体积混合，混合液 pH=pH大-0.3。若强碱与强碱（pH 之差等于 1）等体积混合，混合液 pH=pH大-0.26。若弱碱与弱碱（pH 之差大于等于 2）（或纯水）等体积混合，混合液 pH=pH大-0.15。适用于酸碱混合，一者过量时：+-+-c(H)V-c(OH)Vc(H)=c(OH)V+V酸酸碱碱混混酸碱。具体说：若恰好中和，pH=7；若剩余酸，先求中和后的 c(H+)，再求 pH；快速公式：+-pH=0.3-lgc(H)-c(OH)混 若剩余碱，先求中和后的 c(OH-)，再通过 KW求出 c(H+)，最后求 pH。快速公式：pH=13.7lgc()-c(H)OH混 c.强酸（强碱）、弱酸（弱碱）加水稀释后的 pH 的计算 强酸 pH=a，加水稀释 10n倍，则 pH=a+n。弱酸 pH=a，加水稀释 10n倍，则 pH b-n。5/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性 具体说对于强碱溶液，每稀释 10 倍体积，pH 减少一个单位；对于弱碱溶液，每稀释 10 倍体积，pH减少不足一个单位。无论稀释多少倍，碱溶液的 pH 不能等于或小于 7，只能趋近于 7。进一步，若将 pH=a 的强碱溶液稀释 n 倍，则稀释后的 pH=a-lgn；而 pH=a 的弱碱溶液稀释 n 倍，则稀释后的pH=a lg n（一般了解）。对于 pH 相同的强酸和弱酸（或强碱和弱碱）溶液稀释相同的倍数，强酸（或强碱）溶液的 pH 变化幅度大。这是因为强酸（或强碱）已完全电离，随着加水稀释，溶液中 H+（或 OH-）的数目（除水电离的以外）不会增多，而弱酸（或弱碱）随着加水稀释，溶液中 H+（或 OH-）的数目还会增多。对于物质的量相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱），稀释相同的倍数，pH 的变化幅度不同，强酸（或强碱）的 pH 变化幅度大。常温下弱酸（弱碱）用水稀释，当弱酸（弱碱）电离的 H+（OH-）浓度小于 10-6 mol L-1时，计算稀释液的 pH 值，不能忽略水的电离。d.已知酸和碱的 pH 之和，判断等体积混合后溶液的 pH（25）若强酸与强碱溶液的 pH 之和等于 14，则混合后溶液显中性，pH=7 若强酸与强碱溶液的 pH 之和大于 14，则混合后的溶液显碱性，pH7 若强酸与强碱溶液的 pH 之和小于 14，则混合后的溶液显酸性，pHbc Bacb Ccba Dbca 练习2.室温下，在 pH12 的某溶液中，由水电离的 c(OH)为 A1.0 107mol 1 B1.0 106mol 1 C1.0 102mol 1 D1.0 1012mol 1 练习3.若溶液中由水电离产生的 c（OH）=1 1014mol L1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是 AAl3+、Na+、NO3-、Cl-BK+、Na+、Cl-、NO3-CK+、Na+、Cl-、AlO2-DK+、NH4+、SO42-、NO3-练习4.常温时，以下 4 种溶液 pH 最小的是 A0.01mol L1醋酸溶液 B0.02 mol L1醋酸与 0.02 mol L1NaOH 溶液等体积混合液 C0.03 mol L1醋酸与 0.01 mol L1NaOH 溶液等体积混合液 DpH2 的盐酸与 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合液 练习5.用 0.01mol/L NaOH 溶液完全中和 pH3 的下列溶液各 100mL。需 NaOH 溶液体积最大的是 A盐酸 B硫酸 C高氯酸 D醋酸 课后作业 H 1000 mL 8/8 同步课程水的电离&溶液酸碱性 练习6.若 1 体积硫酸恰好与 10 体积 pH=11 的氢氧化钠溶液完全反应，则二者物质的量浓度之比应为 A10:1 B5:1 C1:1 D1:10 练习7.一种pH=3的酸溶液和一种pH=11的碱溶液等体积混合后测得溶液的pH=5.6，其原因可能是：A浓的强酸和稀的弱碱溶液反应 B浓的弱酸和稀的强碱溶液反应 C等浓度的强酸和弱碱溶液反应 D生成了一种强酸弱碱盐 练习8.下列四种溶液：pH=2 的 CH3COOH 溶液；pH=2 的 HCl 溶液；pH=12 的氨水；pH=12 的NaOH 溶液。相同条件下，有关上述溶液的比较中，正确的是 A由水电离的 c(H)：=B将、两种溶液混合后，若 pH=7，则消耗溶液的体积：C等体积的、溶液分别与足量铝粉反应，生成 H2的量：最大 D向等体积的四种溶液中分别加入 100mL 水后，溶液的 pH：练习9.20时，若体积为 Va，pH=a 的某一元强酸与体积为 Vb，pH=b 的某一元强碱相混合，恰好中和，且已知 VaVb和 a=0.5b，请填写下列空白：(1)a 值可否等于 3(填“可”或“否”)_，其理由是_。(2)a 值可否等于 5(填“可”或“否”)_，其理由是_。(3)a 的取值范围是_。