电离平衡学案2.doc

余杭第二高级中学2003～2004年高三化学学案 2004-12
水的电离和溶液的pH复习课学案2 姓名
【学习目标】
1、理解水的电离及其影响因素
2、掌握溶液的酸碱性和pH的关系
3、掌握有关pH的计算
【学习重点】影响水的电离平衡的因素
【学习难点】有关pH的计算
【学习内容】
1．水的电离
水是一种极弱的电解质，它能微弱电离
H2OH++OH- Kw=c(H+)·c(OH-)
【例题】25℃时，水的电离过程为H2OH++OH-，试依据下列条件填表
注：c(H+)和c(OH-)指溶液中的H+、OH-的物质的量浓度，c(H+)水和c(OH-)水指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度。

平衡移动的方向
c(H+)和c(OH-)的大小关系
c(H+)水和c(OH-)水的变化
加HCl

加NaOH

加NaHSO4

加NaHCO3

加CH3COONa

加NH4Cl

NaCl

升温

规律

【练习题1】水的电离过程为H2OH++OH-，在不同温度下其离子积为
Kw(250C)=1.0×10-14，Kw(350C)=2.1×10-14，则下列叙述正确的是：
A．c(H+)随着温度的升高而降低 B．在350C时，c(H+)＞c(OH-)
C．水的电离常数Kw(250C)＞Kw(350C) D．水的电离是一个吸热过程
【练习题2】下列说法中正确的是（AD）
A．水是极弱的电解质，它能微弱电离生成相同物质的量的H+和OH－
B．稀溶液中c(H+)•c(OH－)=KW，任何条件下KW都保持不变
C．无论在什么条件下，中性溶液的c(H+)一定等于1×10－7mol/L
D．H2OH++OH－是一吸热反应，所以温度升高，KW也随之增大
2．溶液的酸碱性和pH
室温时溶液的酸碱性可用c(H+)、c(OH-)和pH表示如下：
中性溶液：c(H+)____c(OH-)=___________，PH_____7
酸性溶液：c(H+)____c(OH-)， c(H+)____1×10-7 mol/L，PH____7
碱性溶液：c(H+)____c(OH-)， c(OH-)____1×10-7 mol/L，PH____7
【例题】下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH为
A．＜7 B．≤7 C．＝7 D．≥7 E．＞7 F．无法确定
1．pH=2的盐酸与pH=12的烧碱溶液
2．0.01 mol/L的盐酸与0.01 mol/L的烧碱溶液
3．pH=2的盐酸与pH=12的Ba(OH)2溶液
4．0.01 mol/L的盐酸与0.01 mol/L的Ba(OH)2溶液
5．pH=2的硫酸与pH=12的烧碱溶液
6．0.01 mol/L的硫酸与0.01 mol/L的烧碱溶液
7．pH=2的醋酸与pH=12的烧碱溶液
8．0.01 mol/L的醋酸与0.01 mol/L的烧碱溶液
9．pH=2的醋酸与pH=12的Ba(OH)2溶液
10．0.01 mol/L的醋酸与0.01 mol/L的Ba(OH)2溶液
11．pH=2的盐酸与pH=12的氨水
12．0.01 mol/L的盐酸与0.01 mol/L的氨水
13．pH=2的某酸与pH=12的烧碱
14．0.01 mol/L的某一元酸与0.01 mol/L的烧碱
15．0.01 mol/L的某酸与0.01 mol/L的烧碱
【练习题1】两瓶pH=2的酸溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸，如何区别？

【练习题2】为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度（AG）的概念，AG＝，则下列叙述正确的是（AD）
A．中性溶液的AG＝0 B．酸性溶液的AG＜0
C．常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG＝12 D．常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG＝12

3．有关pH的计算
【例题】求下列混合后溶液的pH：
（1）把pH=2和pH=4的两种强酸溶液等体积混合，其pH=_______。2.3
（2）把pH=12和pH=14的两种强碱溶液等体积混合，其pH=_________。 13.7
（3）把pH=2的H2SO4溶液和pH =10的NaOH溶液等体积混合，其pH=_______。 2.3
(2.3、 13．7、 2．3）
【练习题1】将pH=l的盐酸平均分成2份，l份加适量水，另1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
A．9 B．10 C．11 D．12（C）

【练习题2】25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va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_______________________________________。
（答案：
（1）否。若a = 3，由a = 0.5b，推得b = 6，溶液显酸性，与题意不符，故a ≠ 3
（2）否。若a = 5，则c(H＋) a=10-5 mol/L；由a = 0.5b ，推得b = 10，则c(OH-)b = 10-4 mol/L。据题意酸碱恰好中和，有Va × c(H＋) a = Vb × c(OH-)b，则Va / Vb = c(OH-)b / c(H＋) a ＞1，推得Va＞Vb，与题意Va＜Vb不符，故a≠5
（3）7/2＜a＜14/3。
据题意PH = b = 2 a＞7，故a＞7/2；又因酸碱恰好中和，有Va × c(H＋) a = Vb × c(OH-)b，Va / Vb = c(OH-)b / c(H＋) a = 10（a+b－14）＜1，则（a+b－14）＜0，又a = 0.5 b，所以3 a＜14，a＜14/3

【课后练习】
1．在纯水中存在如下平衡：2 H2OH3O++OH－，若使水的电离平衡向逆方向移动，
且使溶液的pH减小，应加入下列的答案：B
A．NH4Cl B．KHSO4 C．NaOH D．Na2CO3
2．pH相同，物质的量浓度最大的酸是答案：D
A．HCl B．H3PO4 C．H2SO4 D．CH3COOH
3．下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符合的是（D）
A．NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 B．H2S气体通入氯水中

C．NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中 D．CO2气体通入澄清石灰水中

4．有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是答案：D
A．2∶1 B．100∶1 C．1∶100 D．无法确定
5．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是答案：C
A．将pH试纸放入溶液中观察颜色变化，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．用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，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
6．在0.01 mol/L硫酸溶液中，水电离出的H+的浓度是答案：A
A．5×10－13 mol/L B．0.02 mol/L C．1×10－7 mol/L D．1×10－12 mol/L
7．下列溶液呈中性的是答案：B
A．pH=7的溶液 B．c(H+) = c(OH－)的溶液
C．由强酸、强碱等物质的量反应制得的溶液 D．非电解质溶于水得到的溶液
8．某课外活动小组学生对采集的酸雨样品质进行化验，所得数据如下：
c(Na+)为5.0×10－6 mol/L、c(NO3－)为2.0×10－4 mol/L、c(SO42－)为4.0×10－4 mol/L，
H+和OH－浓度未测定，则此酸雨的pH约为答案： A
A．3 B．4 C．5 D．6
9．pH＝2的A、B两种酸溶液各lmL，分别加水稀释到1000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．A、B两种酸溶液物质的量浓度一定相等
B．稀释后A酸溶液的酸性比B酸溶液强
C．a＝5时，A是强酸，B是弱酸
D．若A、B都是弱酸，则5>a>2答案：CD
10．下列各溶液中，pH最大的是答案：D
A．pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积相混合 B．pH=5的盐酸稀释1000倍
C．pH=9的烧碱溶液稀释1000倍 D．pH=9的氨水稀释1000倍
11．室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的c(OH-)为
A．1.0×10－7mol/L　　　　　 　 B．1.0×10－6mol/L答案：C、D
C．1.0×10－2mol/L　　　　　 　 D．1.0×10－12mol/L　
12．将pH=3的强酸溶液和pH=12的强碱溶液相混合，当混合溶液的pH等于11时，强
酸与强碱溶液的体积比是答案：A
A．9∶2 B．9∶1 C．1∶10 D．2∶5
13．pH值相等的醋酸和盐酸与足量的Zn反应，起始速率醋酸 盐酸，放出的
H2醋酸 盐酸（填>,<或=）；物质的量浓度相等，且等体积的醋酸和盐酸与足量
的Zn反应，起始速率醋酸 盐酸，放出的H2醋酸 盐酸。
14．下列五种溶液中，由水电离出的H+浓度之比（①∶②∶③∶④∶⑤）为
① pH=0的盐酸 ②0.1mol/L的NaCl溶液 ③pH=11的NaOH溶液 ④pH=4的NH4Cl溶液 ⑤pH=10的CH3COONa溶液
② 答案：=；＞；＜；=
15．在250C时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取Va L该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb LNaOH溶液。填空：
（1）若a + b = 14，则Va∶Vb = ______________（填数字）。
（2）若a + b = 13，则Va∶Vb = ______________（填数字）。
（3）若a + b ＞15，则Va∶Vb = ______________（填表达式），且Va______________（填“＞”“＜”或“＝”）Vb。（题中a≤6，b≥8）
答案：（1）1；（2）1/10；（3）10a + b－14；＞

16．50 mL pH = 1的稀H2SO4和盐酸的混合液与50 mL Ba(OH)2溶液相混合，充分反应后过滤，得0.466 g沉淀，滤液的pH值变为13。求：
（1）原混合液中SO 和Cl的物质的量
（2）Ba(OH)2溶液的物质的量浓度
答案：（1）n(SO)=0.002 mol；n(Cl)=0.001 mol；（2）0.15 mol/L
【详解】：（1）50 mL PH = 1硫酸与盐酸共提供的H+的物质的量为
n(H+) = 0.05 L×0.1 mol/L = 0.005 mol
由于反应后滤液的PH值为13，呈碱性，故反应中Ba(OH)2过量，所以
n(SO) = n(H2SO4) = n(BaSO4) = 0.466 g/233 g/mol = 0.002 mol
n(Cl) = n(HCl) = 0005 mol－2×n(H2SO4) = 0.005 mol－2×0.002 mol = 0.001mol
（2）Ba(OH)2提供的OH的总的物质的量等于跟酸反应的OH加溶液中剩余的OH
n(OH)总 = 0.005 mol ＋ 0.1 L×0.1 mol/L = 0.015 mol
n(Ba(OH)2) = n(OH)总/2 = 0.015 mol/2 = 0.0075 mol
c(Ba(OH)2) = 0.0075 mol/0.050 L = 0.15 mol/L
答案：（1）1.2V ；（2）0.2V答案：（1）c；（2）；（3）a + b－c/2；（4）%；（5）a－c；b－c/2；c

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