水的电离和溶液的PH值专题.docx

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1、水的电离和溶液的PH值专题 水的电离和溶液的PH值专题 第一节.电离平衡 1电离平衡定义 在一定条件下，当电解质分子电离成离子的速率和离子重新结合成分子的速度相等时，电离过程就达到了平衡状态，这叫做电离平衡。 当 v弱电解质分子电离速率=v离子结合成弱电解质分子速率 则弱电解质电离处于平衡状态，叫“电离平衡”，此时溶液中的电解质分子数、离子数保持恒定各自浓度保持恒定。 2电离平衡的特征 “等”：电离速率与离子结合成分子的速率相等。 “定”：离子、分子的浓度保持一定。 “动”：电离过程与离子结合成分子过程始终在进行。 “变”：温度、浓度等条件变化，平衡就被破坏，在新的条件下，建立新的平衡。 3与

2、化学平衡比较 电离平衡是动态平衡：即弱电解质分子电离成离子过程和离子结合成弱电解质分子过程仍在进行，只是其速率相等。 此平衡也是有条件的平衡：当条件改变，平衡被破坏，在新的条件下建立新的平衡，即平衡发生移动。 影响电离平衡的因素 A内因的主导因素。 B外因有： 温度：电离过程是一个吸热过程，所以，升高温度，平衡向电离方向移动。 浓度：问题讨论：在NH3H2O-NH+4+OH的平衡体系中：加入HCl加入NaOH加入NH4Cl各离子分子浓度如何变化：NH3、H2O、NH4、OH-溶液pH如何变化？ 4强弱电解质与结构关系。 强电解质结构：强碱，盐等离子化合物；强酸，极性共价化合物； 弱电解质结构：

3、弱酸，弱碱具有极性共价位的共价化合物。 5.电离平衡常数 一元弱酸：CH3COOc(CH3COO-)c(H+) Ka=c(CH3COOH)-CH3CO+OH+ 一元弱碱NH3H2O-c(NH+4)c(OH) NH+OH Kb=c(NH3H2O)+4-电离平衡常数化是温度函数，温度不变K不变。 k值越大，该弱电解质较易电离，其对应的弱酸弱碱较强；k值越小，该弱电解质越难电离，其对应的弱酸弱碱越弱；即k值大小可判断弱电解质相对强弱。 多元弱酸是分步电离的，一级电离程度较大，产生H+，对二级、三级电离产生抑制作用。如： H3PO4H2PO-4HPO-4-3H+H2PO-4 K1=7.510 -8H+

4、HPO24 K2=6.210 -13 H+PO34 K3=2.210注意： 1化学平衡知识与电离平衡知识对照比较。 2一元弱酸弱碱中c(H+)与c(OH-)的求法： 弱电酸中H+浓度：c(H+)=Kac酸 弱碱中OH-浓度：c(OH-)=Kbc碱 3讨论Cl2中存在哪些微粒？ 4扩展 难溶电解质在水溶液中存在着电离平衡。在常温下，溶液中各离子浓度以它们的系数为方次的乘积是一个常数，该常数叫溶度各。例如 Cu(OH)2Cu2+2OH- Ksp=c(Cu2+)c(OH-)2=210-20 溶液中各离子浓度的乘积大于、等于溶度积时出现沉淀，反之沉淀溶解。 某CuSO4溶液中c(Cu2+)=0.02m

5、ol/L，如需生成Cu(OH)2沉淀，应调整溶液的c(OH-)使之大于 。 要使0.2mol/L CuSO4溶液中的Cu2+沉淀较为完全，则应向溶液里加入NaOH溶液，使溶液OH-为 。 随堂练习 1足量镁和一定量的盐酸反应，为减慢反应速率，但又不影响H2的总量，可向盐酸中加入下列物质中的 AMgO BH2O CK2CO3 DCH3COONa 2HClO是比碳酸还要弱的酸，为了提高氯水中HClO的浓度，可加入 AHCl BCaCO3 CH2O DNaOH 3浓度和体积都相同的盐酸和醋酸，在相同条件下分别与足量CaCO3固体反应，下列说法中正确的是 A盐酸的反应速率大于醋酸的反应速率 B盐酸的反

6、应速率等于醋酸的反应速率 C盐酸产生的二氧化碳比醋酸更多 D盐酸和醋酸产生的二氧化碳一样多 4下列叙述中可说明酸甲比酸乙的酸性强的是 A溶液导电性酸甲大于酸乙 B钠盐溶液的碱性在相同物质的量浓度时，酸甲的钠盐比酸乙的钠盐弱 C酸甲中非金属元素比酸乙中非金属元素化合价高 D酸甲能与酸乙的铵盐反应有酸乙生成 5有两种一元弱酸的钠盐溶液，其物质的量浓度相等，现将这两种盐的溶液中分别通入适量的CO2，发生如下反应： NaR+CO2+H2O=HR+NaHCO3 2NaR+CO2+H2O=2HR+Na2CO3 HR和HR的酸性强弱比较，正确的是 AHR较弱 BHR较弱 C两者相同 D无法比较 第二节 .水

7、的电离和溶液的pH 一、水的电离 1、水的电离 H2O + H2O H3O+ + OH 简写为：H2O H+ + OH -7实验测定：25 H+=OH-=110mol/L 100 H+ = OH- = 110mol/L 水的电离与其它弱电解质的电离有何异同？ 不同点：水是“自身”作用下发生的极微弱的电离。 相同点：均是部分电离，存在电离平衡 提问：请学生计算水的浓度，1L纯水的物质的量是556mol，经实验测得250C时，发生电离的水只有110-7mol，二者相比，水的电离部分太小，可以忽略不计。因此电离前后水的物质的量几乎不变，可以视为常数，常数乘以常数必然为一个新的常数，用Kw表示，即为水

8、的离子积常数，简称水的离子积。 2、水的离子积 Kw = cc 由于250C时，c= c= 110-7mol/L 所以250C时，Kw = cc=110-14-6提问：当温度升高时，Kw如何变化？影响Kw的因素是什么？ 1000C时，Kw = cc=110-12 影响因素：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，H+=OH-. 注：温度升高时Kw增大，所以说Kw时要强调温度。 练习： 影响因素 条件改变 升高温向右 度 温度 降低温向左 度 加入酸 酸碱性 加入碱 向左 减小 增大 不变 过渡：在常温时，由于水的电离平衡的存在，不仅是纯水，就是在酸性

9、或碱性的稀溶液里，H+ 浓度和OH浓度的乘积总是一个常数110-14，请考虑一下，当纯水中加入盐酸或氢氧化钠时，c和c如何变化？ 二、溶液的酸碱性和pH： 向左 增大 减小 不变 减小 减小 变小 增大 增大 变大 平衡移动 溶液中的c(H) +溶液中的c(OH) -Kw 1、 溶液的酸碱性与c和c的关系： 投影显示空表，教师引导填写，然后推出结论。 +电解质 溶液 对水电离平衡的影响 溶 液 中 溶 液 中 c与 c cc比 较 c 溶液cOH）酸碱的离子性 积 纯水 盐酸 加HCl，增大，平衡左移 氢氧化加NaOH，c钠 增大，平衡左移 =10-7 10-7 =10-7 c c c 10-

10、14 10-14 中性 酸性 10-7 10-14 碱性 中性溶液c= c= 110-7mol/L 酸性溶液c c，c 110-7mol/L 碱性溶液c c，c1mol/L时，pH值为负数，当C(OH-)1mol/L时，pH14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液，用pH值表示反而不方便，所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH-)小于等于1mol/L的稀溶液。 也可用pOH来表示溶液的酸碱性，pOH=-lgC(OH-)，因为C(H+)C(OH-)=10-14，若两边均取负对数，得pH+pOH=14。 可用 pH试纸来测定溶液的pH值。方法：用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液，滴

11、在pH试纸上将pH试纸显示的颜色随即与标准比色卡对照，确定溶液的pH值 三pH的有关计算： 电解质溶液的计算口诀 酸安酸、碱安碱，无限稀释七为限； 酸碱混、看过量，过量离子来计算； 强等体、过百倍，强者再弱零点三； 强等体、和十四，混合之后中性显； 强弱等、和十四，弱再电离胜后边。 强酸、强碱自相或互相混合 nI(H+)+nII(H+)VI+VII酸I+酸II H+ = nI(OH-)+nII(OH-)VI+VII(2)碱I+碱II OH- = 酸I+碱II 完全中和：H+ = OH- = 110-7mol/L nI(H+)-nII(OH-)VI+VII酸过量： H+= nI(OH-)-nII

12、(H+)VI+VII碱过量：OH- = (二)溶液酸碱性pH计算经验规律 两强酸等体积混合 混合后的pH=小的+0.3 (2)两强碱等体积混合 混合后的pH=大的0.3 (3)当按所给反应物质的量之比计算时，酸碱不论强弱，谁大谁过剩，溶液呈谁性。 酸碱等体积混合pH = 2 某酸与pH = 12 某碱混合pH难定pH = 4 某酸与pH = 10 NaOH混合 pH7pH = 4 H2SO4与pH = 10 某碱混合pH70.01mol/L pH = 2 一元酸与0.1mol/L pH = 12一元碱混合pH = 7 (5) pH 减小一个单位，H+扩大为原来的10倍。 PH增大2个单位，H+

13、减为原来的1/100 稀释规律：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c变为原来的1/m ,但弱酸中c减小 小于m倍，故稀释后弱酸酸性强于强酸。 例1、求下列溶液的pH： 某H2SO4溶液的浓度是0005mol/L 求此溶液的pH用水稀释到原来体积的100倍 再继续稀释至104倍 pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合 pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合 pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合 例2、某温度下纯水的C(H+)=2.0107mol/L，则此时C(OH-)为多少？若温度不变，滴入稀H2SO4，使C(H+)=5.0104

14、mol/L，则由水电离产生的C(H+)为多少？ 例3、 常温下，将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中氢离子浓度最接近 1(110-8+110-10)mol(110-8+110-10)molLL A. 2 B. C. (110-14-510-5)molL D. 210-10molL 例4、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是 A、11:1 B、9:1 C、1:11 D、1:9 例5、常温时某溶液中，测得由水电离出的C(H+)为10-11mol/L，则对此溶液的下列叙述中，正确的是 A、一定是酸溶液 B、一定是碱溶

15、液 C、可能是pH=3的酸溶液 D、可能是pH=11的碱溶液 例6、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后，溶液的pH为 A、等于8 于8 例7、有PH相等的盐酸和醋酸，如何通过实验的方法证明。 课堂练习 1室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离出来的c(OH-)为。 A）1.010-7 molL-1 1.010-6 molL-1 1.010-2 molL-1 1.010-12 molL-1 225时，某溶液中，由水电离出的c(H+)=110-12 molL-1，则该溶液的pH可能是。 12 7 6 (D）2 3纯水在25和80时的氢离子浓度，前者和后者的关系是 前者大 相等 前者小 不能肯定

16、 4某温度下，重水(D2O)的离子积常数为1.610-15 若用定义pH一样来规定pD=-lgD+ ，则在该温度下，下列叙述正确的是 纯净的重水中，pD=7 1 L溶解有0.01 mol DC1的重水B、等于7 C、接近7又小于7 D、大于7而小溶液，其pD=2 1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液，其pD=12 纯净的重水中， D+ OD- 1.010-1 4 5给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是。 H+ OH- 乘积不变 pH增大了 OH- 降低了 水电离出的H+ 增加了 6常温下，下列溶液中酸性最弱的是。 (A）pH=4 H+ =110-3 molL-1 OH- =

17、110-11 molL-1 OH- = 110-14 7某酸溶液的pH=3，则该酸溶液的物质的量浓度为。 一定大于0.001 molL-1 一定等于0.001 molL-1 一定小于0.001 molL-1 以上说法均欠妥 8常温下, 某溶液中水的电离度a=10-10/55.5(%), 该溶液的pH可能是。 12 10 4 3 9在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定少于7的是。pH=3的HNO3跟pH=11的KOH溶液 pH=3的盐酸跟pH=11的氨水 pH=3硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液 pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液 10下列叙述中，正确的是。 中和10 mL 0.1

18、molL-1 醋酸与中和100 mL 0.01molL-1 的醋酸所需同种碱溶液的量不同 等体积pH=3的酸溶液pH=11的碱溶液相混合后，溶液的pH=7 体积相等, pH相等的盐酸和硫酸溶液中, H+离子的物质的量相等 pH=3的甲酸溶液的H+与pH=11的氨水溶液的OH- 相等 11今有a盐酸 b硫酸 c醋酸三种酸： 在同体积，同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末， 在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_。 在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_。 物质的量浓度为0.1 molL-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是_；如果取等体积的0.1 molL-1的三种酸溶液，用0.1 molL-1的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是_。 12在25时, 有pH=a的盐酸和pH=b的苛性钠溶液，现取VamL盐酸用该苛性钠溶液中和，需VbmL苛性钠溶液。若a+b=13，则Va/Vb=_。 13将pH=3的弱酸溶液稀释100倍，该溶液的pH范围为：_