水的電離——pH計(jì)算的“靈魂”專題輔導(dǎo)

1、水的電離一一pH計(jì)算的“靈魂水的電離溶液的pH計(jì)算的“靈魂。理解并掌握水的電離和pH計(jì)算，便能從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)溶液的酸堿性，從而“參透電離平衡理論。一.水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，能電離出H和0H 。1. 水的電離的表示法H2O 出0 H3OOH 或出0 H OH特點(diǎn)： 由水分子與水分子之間的相互作用而引起電離的發(fā)生； 通常只有極少數(shù)水分子發(fā)生電離； 由水分子電離出來的 H與0H數(shù)目相等；25C純水中，c(H ) c(OH )110 7mol L 1。2.水的離子積在 25 C 時(shí) ，純水中的c(H ) 和和c(OH ) 乘積是一-個(gè)常數(shù)，即Kw c(H ) c(OH )1 10 7 1 107

2、1 1014。水的離子積是水電離平衡時(shí)的重要性質(zhì)。無論是純水，還是稀的酸、堿、鹽的水溶液中都存在著水的 電離平衡，都存在水的離子積常數(shù)。影響水的電離因素除溫度外，一般地說：酸堿抑制，鹽促進(jìn)。注意： kW是溫度的函數(shù)，與 c(H )、c(OH )的變化無關(guān)。升溫，kW增大；降溫，kW減小(因水的電離是吸熱過程)。 一定溫度下，在水中 c(H )和c(OH )的關(guān)系是反比例關(guān)系，即“此消彼長。 kW c(H ) c(OH )式中c(H )和c(OH )均只表示整個(gè)溶液中的c( H )、c(OH )的總物質(zhì)的量濃度。 kW的單位是(mol L 1 )2。例1.在pH都等于9的NaOH溶液和CH3CO

3、ONa溶液中，設(shè)由水電離產(chǎn)生的 OH離子濃度分別為 Amol L 1和 BmolL 1，那么A和B的關(guān)系是()0A. ABB. A104BC. B10 4 AD. AB解析：此題是在純水中參加堿和鹽溶液后判斷水的電離情況。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 ，兩者全部來自于水的電離。c(O

4、H )水1 105mol L1,所以答案為B。應(yīng)指出的是，這里的 c(OH )水 c(H )水，因水電離出來的H有相當(dāng)一局部轉(zhuǎn)化為 CH3COOH 了，c(H ) c(CH3COOH )=c(OH ) 。此題也可以根據(jù)“酸堿抑制，鹽促進(jìn)來估算，立即得答案為B。二 . 溶液的酸堿性和 pH由水的電離平衡可以判斷溶液的酸堿性和溶液的pH (25C時(shí))：(1) 當(dāng) c(H )c(OH )時(shí)，溶液為酸性，c(H )1107molL1，pH7；(2) 當(dāng) c(H )c(OH )時(shí)，溶液為中性，c(H )1107molL1，pH7；71(3) c(H ) c(OH )時(shí)，溶液為堿性， c(H )110 7

5、mol L 1，pH 7。注意：( 1) c(H ) 越大， pH 越小，堿性越強(qiáng)； c(H ) 越小， pH 越大，堿性越強(qiáng)。(2) pH lg c(H ) , pOH Ig c(OH ) , 25C時(shí)，同一電解質(zhì)溶液中， pH pOH 14。三 . 溶液的 pH 計(jì)算1. 一般型例2.在25C時(shí)，某溶液中，由水電離出來的c(H )110 12mol L 1，那么該溶液的pH可能是()。A. 12B. 7C. 6D. 2解析：這種類型題一般可以直接套用pH定義式進(jìn)行計(jì)算。25C時(shí)純水中電離出來的c(H ) c(OH )110 7mol L 1，現(xiàn)題告 c(H )110 12mol L 1，顯

6、然水的電離被抑制，而抑制水電離的原因是溶液中的 c(H )或c(OH )增大。假設(shè)c(H )增大，根據(jù)水的離子積那么有c(H ) 1 10 2mol L 1, pH 2。假設(shè) 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。答案為 A、D。拓展：(1 )強(qiáng)酸溶液的解題思路：c c(H ) pH。如HnA，設(shè)物質(zhì)的量濃度為 cmol L 1,1c(H ) ncmol L , pH Ig c(H ) lg nc。2 強(qiáng)堿溶液的解題思路：c cOH cH pH。如BOHm，設(shè)物質(zhì)的量濃度為lg c(H )14 lg mc

7、。1141cmol L , c(H )10 /mcmol L , pH2. 稀釋型例3.常溫下pH1的兩種一元酸溶液 A和B，分別加水1000倍稀釋，其pH與所加水的體積變化如A. A酸比B酸的電離程度小C. B是弱酸，A是強(qiáng)酸F圖所示，那么以下結(jié)論中正確的選項(xiàng)是B. B酸比A酸容易電離D. pH=1時(shí)，B酸的物質(zhì)的量濃度比 A酸大解析：如果一元酸是強(qiáng)酸,41c(H )110 mol L ， pHpH=1時(shí)，cH 110 1mol L 1，加水稀釋 103倍后，此時(shí),B酸是弱酸。pH-1時(shí)，B酸的物質(zhì)的量濃度比拓展：1pH-a的酸：A酸大。所以C和D是正確的。強(qiáng)酸，稀釋10n 倍，pHa n

8、；弱酸，稀釋10n 倍，apH an ；無限稀釋，不管酸的強(qiáng)弱,pH均趨向于7 當(dāng)pH接近6的時(shí)候,再加水稀釋，由水電離提供的 H不能再忽略。2pHb的堿：強(qiáng)堿，稀釋10n 倍，pHb n ；弱堿，稀釋10n 倍，bpH bn ；無限稀釋，不管堿的強(qiáng)弱，pH均趨向于7當(dāng)pH接近8的時(shí)候，再加水稀釋，由水電離提供的OH4。如果是一元弱酸，那么 1 pH 4。從圖上可以看出 A酸為強(qiáng)酸而不能再忽略。3同體積同pH的強(qiáng)酸和弱酸，同倍稀釋，強(qiáng)酸的pH變化大，弱酸的pH變化小。3. 混合型(1 )同性混合兩強(qiáng)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，再根據(jù)pH lg

9、 c(H )混求得 pH。注意：假設(shè)兩強(qiáng)酸等體積混合，那么pH pH小0.3。女口 pH 3和pH 5的兩種鹽酸等體積混合后,pH 33。兩強(qiáng)堿混合由c(OH )混c(OH )iVic(OH)2V2，先求出混合后的c(OH )混，再通過V V2Kw求出c( H )，最后求pH。注意：假設(shè)兩強(qiáng)堿等體積混合，那么pH pH大0.3。如pH 9和pH 11的兩種燒堿溶液等體積混合后，pH 10.7。(2 )異性混合例4.用0.10mol L 1NaOH溶液滴定0.10mol L 1鹽酸，如到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)不慎多滴加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的體積約為 0050mL )，繼續(xù)加水至50mL，所得溶液的

10、pH是( )A. 4B. 7.2C. 10D. 11.3解析：異性混合其實(shí)質(zhì)是中和反響，反響后溶液的pH，有以下三種情況：(1)假設(shè)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 )假設(shè)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)假設(shè)剩余堿，先求中和后剩余的 c(OH )余，再通過Kw求出V(OH ) V(H )c(H )Kw/c(OH )余，最后求出pHlg c(H )。此題為堿過量c(OH )0.050mL0.10mol1L /50mL110 4 molL 1，c(H )10110 mol L1, pH10。答案選C。拓展:(1)酸堿混合后pH的判定規(guī)律I.等物質(zhì)的量濃度的一元酸、堿等體積混合規(guī)律: 假設(shè)為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合，那么pH=7 ; 堿強(qiáng)酸弱，那么pH7 ,反之，貝U pH7“強(qiáng)、“強(qiáng)全 反響，溶液呈中 性；誰弱誰過量， pH由“弱定。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿恰中和pH=7弱酸、強(qiáng)堿酸過量pH7注意： 假設(shè)有 假設(shè)有 假設(shè)有a、a、b、c、d.c，d，必有相應(yīng)的混合對(duì)象 必有相應(yīng)的