人教高二化学选修4化学反应原理-水电离的计算规律
水电离的计算规律
有关水的电离平衡的题型很多,其中较难理解的是计算不同溶液中水电离产生的H+或OH-浓度。
下面就这类题目的解题规律和方法略加分析,供学习参考。
一、水电离的计算规律
解此类题要注意一个关键问题,即由水电离出的c(H+)始终等于水电离出的c(OH-)。
1.中性溶液:c(H+)水= c(OH-)水=1.0×10-7 mol/L(除特别说明,本文默认温度为25℃,下同)。
2.溶质为酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水,水电离产生的H+可以忽略不计。
例如,计算pH=2的盐酸中,由水电离出的c(H+)水,需先求出溶液中的c(OH-)水=10-12 mol/L,再由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水,得出结果。
3.溶质为碱的溶液:OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水,水电离产生的OH-可以忽略不计。
例如,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)水=10-12mol/L,则水电离产生的c(OH-)水=c(H+)水=10-12 mol/L。
4.水的电离是吸热过程,温度升高,促进水的电离,K W增大,pH减小,但c(H+)水=c(OH )水。
二、典型例题分析
例1室温时,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(OH-)= 。
解析根据题意,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(H+)= 0.1 mol/L;根据室温时水的离子积常数的关系式,变形可得:c(OH-)=K W/ c(H+)=(1×10-14)/(1×10-1)=1×10-13(mol/L)。
溶液中的c(OH-)应当是1×10-13 mol/L。
答案1×10-13 mol/L
例2 常温下,下列四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比依次为()
①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸
③0.01mol/L的氢氧化钠溶液④pH=11的氢氧化钠溶液
A.1:10:100:1000 B.0:1:12:11
C.14:13:12:11 D.14:13:2:3
解析①pH=0的盐酸中,c(H+)酸=1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/1=1×10-14mol/L;
②0.1 mol/L的盐酸中,c(H+)酸=0.1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/0.1 =1×10-13mol/L;
③0.01mol/L的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-2mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-2=1×10-12 mol/L;
④pH=11的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-3mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-3=1×10-11mol/L。
则这四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比为:1×10-14:1×10-13:1×10-12:1×10-11=
1:10:100:1000
答案 A。
人教版化学选修四,3.2.1水的电离 溶液的酸碱性和PH
变式训练 2 下列溶液一定显酸性的是( B ) A.含 H+的溶液 B.c(H+)>c(OH-)的溶液 C.使酚酞显无色的溶液 D.pH<7 的溶液
知识点三
pH 与 Kw 的计算
【典例 3】 在 25 ℃时,某溶液中,由水电离出的 c(H
+
)=1×10-12mol/L,则该溶液的 pH 可能是( AD A.12 C.6 B.7 D.2
温加热到 90 ℃,溶液的 pH 不变的是( A.氯化钠 C.硫酸 B.氢氧化钾 D.葡萄糖
1.下列说法正确的是(
-
D
)
A.HCl 溶液中无 OH 有氯化氢分子 B.NaOH 溶液中无 H+ C.NaCl 溶液中既无 OH-也无 H+ D.室温下,任何物质的水溶液中都有 H+和 OH-,且 KW=c(H )· c(OH )=1×10
解析:B 选项只有在 25℃时,c(H+)=1×10-7mol· -1; L c1H+ c1 K + C 选项由于醋酸为弱酸, 所以 c(H )= cK, = = c2H+ c2 K 0.2 = 2,不是 2 倍。D 选项对于酸或碱溶液浓度大于 1 0.1 mol· -1 就不用 c(H+)和 c(OH-)的相对大小来表示酸碱性强 L 弱。
电离
与 c(H2O)都是常数,其乘积也必然
+ c(OH-) 。 是常数,通常用 KW 表示,则有 KW= c(H )·
KW 称为水的 离子积常数 ,简称 水的离子积 ,它反映 了水中 c(H+)、c(OH-)浓度的定量关系。
(3)水的离子积常数随温度的变化而变化,温度升高水 的离子积 变大 , 与化学平衡常数类似, 水的离子积常数也 1×10-14 。 100 ℃时, 只与温度 有关。 在室温下, = K 在
人教版高中化学选修4第三章第二节 水的电离和溶液的酸碱性 课件(共21张PPT)
知识小结:溶液稀释的PH计算有关规律
1、强酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢 一个单位。
2、弱酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢 不到一个单位 3、 pH=6或8时,不可忽略水的电离,只能 接近7; 酸碱溶液无限稀释,pH只能接近7:酸不 能等于或大于 7;碱不能等于或小于7。 4.酸(碱)溶液稀释时,OH-(H+)的物 质的量浓度将增大。
方法二:用pH计测定
三、pH的计算 酸性溶液,直接求pH 碱性溶液,先求pOH(或c(H+)),再求pH 混合溶液,先判断酸碱性, 再根据以上方法求 无限稀释接近7
➢pH计算1—— 强酸的稀释
例题:在25℃时,pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的 100倍,pH 值等于多少?
解: [H+]=
=1.0 ×10-5mol/L
➢pH计算4—— 强酸与强酸混合
例题:在25℃时,pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4 的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少?
解:pH=-lg[H+] =-lg(1×10—1+1×10—4)/(1+1) =-lg5×10—2 =2-lg5 =1.3
关键:抓住氢离子进行计算!
➢pH计算5—— 强碱与强碱混合
关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!
pH计算8 弱酸强碱或强酸弱碱混合
(1)PH为12 的NaOH溶液和PH为2的醋酸溶液等体积相 混合,则混合液呈__酸___性
(2)PH为12的氨水和PH为2的盐酸等体积相混合,则混 合液呈 __碱____性
(3)PH为2的盐酸和PH为12的某碱等体积相混合,则混 合液PH_大__于__等__于__7
√ 6、pH值相同的强酸和弱酸中[H+] 物质的量的浓
高中化学人教版选修4 3.2水的电离和溶液的酸碱性--2ph计算 课件
C(H+) =
=
=1 ×10-4mol/L =1 ×10-10mol/L
pH=-lgC(H+) =10
关键:抓住氢氧根离子进行计算!
练习
溶液的稀释
pH=3的稀盐酸加水稀释100倍 pH=2的稀硫酸加水稀释100倍
稀释后 溶液pH
5 4
pH=11的NaOH溶液加水稀释100倍
9
pH=12的Ba(OH)2溶液加水稀释100倍
pH=7 (25℃)
碱性溶液: c(H+)<c(OH—)
pH>7 (25℃)
(一般不特别说明均指常温25℃)
2、pH=-lgC(H+)
相关计算:稀释不变性、酸以氢、碱以氢氧根、酸碱
比谁狠。
3、pH的测定
pH计算9 pH= 2的盐酸和pH= 13的氢氧化钠混合,
(1)若使混合后的溶液呈中性,则V酸/V碱=? (2)混合后溶液的pH=3 V酸/V碱=? (3)混合后溶液的pH=11 V酸/V碱=?
同pH的酸稀释相同的倍数,强酸和弱酸变化幅度大的是?
练习 A
常温下溶液的pH
0
酸性增强 碱性增强
1
2
3
4
5
中性
6 7
8
9
10
11
12
13
14
C(H+) C(OH-)
100 10-1 10-2 10-3 10-4
10-14 结论:
10-13 10-12
1.强酸(或强碱)每稀释10倍,
10-11 10-10
练习
1、有相同pH的三种酸HX、HY、HZ的溶液,稀释相同倍数后,pH
的 变 化值 依 次 增 大 , 则 HX、 HY、 HZ的 酸 性 由 强 到弱 的 顺 序 是
易错题解题方法集锦系列高二化学(选修4)下册:专题二 水的电离和溶液的酸碱性 Word版含解析
易错点一:水的电离【易错题典例】25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线ac所示,下列判断错)误的是(B.b、d线段上任意一点对应的溶液都呈中性C.d点对应溶液的温度高于25℃,pH<7D.CH3COONa溶液不可能位于c点D【答案】【解题指导】水解平衡同样可以利用平衡移动原理解释,影响水的电离平衡的因素可归纳如下:易错点二:离子积常数【易错题典例】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.图中四点K W间的关系:A=D<C<BB.若从A点到C点,可采用温度不变在水中加少量CH3COONa固体C.若从A点到D点,可采用温度不变在水中加少量酸D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性【答案】B【错因分析】考查水的电离平衡移动问题,结合图象判断并分析溶液在不同温度下的Kw,做题时注意根据图象比较c (H+)和c(OH-)的大小,易错点包括:①K w=c(H+)•c(OH-),式中c(H+)和c(OH-)均指的是溶液中的c(H+)、c(OH-).例如,常温下,pH=2的盐酸溶液中,c(H+)=10-2mol/L,则溶液中c(OH-)=10-12mol/L(也就是由水电离出的c(OH-)),由水电离的c(H+)=10-12mol/L=c(OH-)=10-12mol/L;②要区分由水电离出的c(H+)、c(OH-)和溶液中c(H+)、c(OH-):a、酸性溶液中,溶液中的c(H+)不等于由水电离出的c(H+),但溶液中的c(OH-)等于由水电离出的c(OH-);b、碱性溶液中,溶液中的c(OH-)不等于由水电离出的c(OH-),但溶液中的c(H+)等于由水电离出的c(H+);c、任何溶液中由水电离的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
③水的离子积不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐稀溶液。
【解题指导】明确离子积常数的定义及影响因素是解答此类题的关键;离子积常数的影响因素①K w只受温度影响,水的电离吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,K w增大,25℃时K w=1×10-14,100℃时K w约为1×10-12;②水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他稀溶液.不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液,只要温度不变,K w就不变;特别提醒]:水的离子积不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
水的电离和溶液的酸碱性 (第3课时 酸碱中和滴定(一))高二化学(人教版选修4)
无 淀粉
无色→浅紫红色 无色→蓝色
3.(2022·江西·赣州市第三中学期中)下列实验操作正确的是( D ) A.用图1装置进行KMnO4溶液滴定未知浓度的FeSO4溶液实验
B.如图2所示,记录滴定终点读数为19.90mL C.图3为酸式滴定管,使 用后需洗涤干净,并轻轻放入烘箱烘干 D.碱式滴定管排气泡的操作方法 如图4,然后轻轻挤压玻璃球使尖嘴部分充满碱液
甲基橙 3.1~4.4 红、Байду номын сангаас、黄
石蕊 5.0~8.0 红、紫、蓝
酚酞 8.2~10.0 无色、浅红、红
指示剂的选择和滴定终点的判断
酚酞 强酸滴定强碱
甲基橙
红→无色 黄→橙
酚酞 强碱滴定强酸
无色→粉红
甲基橙 红→橙
强酸滴定弱碱 甲基橙 黄→橙
强碱滴定弱酸 酚酞
无色→粉红
【小试牛刀】(双选)用已知浓度的NaOH溶液滴定某H2SO4溶液的浓度,
2.(2021·鄂尔多斯市第一中学高二月考)下列滴定中,指示剂的选择或滴定 终点颜色变化有错误的是( B )
选项 滴定管中的溶液 锥形瓶中的溶液 指示剂 滴定终点颜色变化
A
NaOH溶液
CH3COOH溶液 酚酞
无色→浅红色
B
HCl溶液
氨水
酚酞
浅红色→无色
C 酸性KMnO4溶液 K2SO3溶液
D
碘水
亚硫酸溶液
【小试牛刀】(2022·湖北·高二期中)某学生用量程为25mL的酸式滴定管量 取0.1mol•L-1的盐酸,开始时俯视液面,读数为1.00mL,取出部分溶液后,平视
液面,读数为13.00mL,该同学在操作中实际取出的液体体积( B )
A.大于12.00mL
高中化学《水溶液中的离子平衡》知识点总结 新人教版选修4
安徽省安庆市第九中学高二化学《原电池》知识点总结 新人教版选修4一、弱电解质的电离1、定义:电解质: 在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质 。
非电解质 : 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。
强电解质 : 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。
弱电解质: 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。
2、电解质与非电解质本质区别:电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物注意:①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO 4不溶于水,但溶于水的BaSO 4全部电离,故BaSO 4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。
3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时,电离过程就达到了 平衡状态 ,这叫电离平衡。
4、影响电离平衡的因素:A 、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。
B 、浓度:浓度越大,电离程度 越小 ;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。
C 、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会 减弱 电离。
D 、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。
9、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步为主)10、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。
叫做电离平衡常数,(一般用Ka 表示酸,Kb 表示碱。
)表示方法:AB A ++B - Ki=[ A +][ B -]/[AB]11、影响因素:a 、电离常数的大小主要由物质的本性决定。
b 、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。
C 、同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
如:H 2SO 3>H 3PO 4>HF>CH 3COOH>H 2CO 3>H 2S>HClO 二、水的电离和溶液的酸碱性1、水电离平衡::水的离子积:K W = [H +]·[OH -]25℃时, [H +]=[OH -] =10-7 mol/L ; K W = [H +]·[OH -] = 1*10-14注意:K W 只与温度有关,温度一定,则K W 值一定 K W 不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐) 2、水电离特点:(1)可逆 (2)吸热 (3)极弱物质 单质 化合物电解质非电解质: 非金属氧化物,大部分有机物 。
第三章 水溶液中的离子平衡 章末归纳与整理-高二化学(人教版选修4)
<7
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<10-7mol·L-1
>7
pH=-lgc(H+) 常温下:①pH相同的酸(或碱),酸(或碱)越弱,其物质的量 浓度越大。②pH相同的强酸和弱酸溶液,加水稀释相同的 倍数时,强酸溶液的pH变化大。
2.酸碱中和滴定过程中的溶液的pH变化规律:在中和反应中,溶液
pH发生很大的变化,在滴定过程中会因pH突变而使指示剂发生颜色变
中和滴定
1.溶液的酸碱性规律:取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小:
溶液 类别
中性 溶液 酸性 溶液 碱性 溶液 定义
规律
c(H+)与c(OH-)的 关系
室温(25 ℃)
数值
pH
c(H+)=c(OH-) c(H+)=c(OH-)=10-7mol·L-1 =7
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>10-7mol·L-1
2.电离平衡的移动与电离平衡常数K、离子浓度的关系
实例 改变条件 加水稀释
CH3COOH CH3COO-+H+ ΔH>0
NH3·H2O
NH4++OH- H+)
c(OH-)
移动方 向
平衡常 数
c(OH-)
c(H+)
向右 不变 减小 增大 向右 不变 减小 增大
加HCl 加NaOH
盐的类别 溶液的酸碱性
原因
强酸 弱碱盐
强碱 弱酸盐
呈酸性, pH<7
呈碱性, pH>7
弱碱阳离子与H2O电离出的OH-结 水解实质:盐电
合,使c(H+)>c(OH-)
离出的阴离子、
弱酸根阴离子与H2O电离出的H+
阳离子与H2O电离 出的H+或OH-结
结合,使c(OH-)>c(H+)
第6讲 水的电离和溶液pH计算
第6讲 水的电离和溶液pH 计算一、水的电离与水的离子积1.水的电离与水的离子积在纯水或水溶液中 H2O H ++OH — △H>02H2O H 3O ++OH — △H>025℃ c(H +)=c(OH -) =1×10-7mol/L c(H +)∙c(OH -)=1×10-14=Kw100℃ c(H +)=c(OH -) =1×10-6mol/L c(H +)∙c(OH -)=1×10-12=Kw说明:(1)Kw 只与温度有关,温度越高Kw 越大。
因水的电离是吸热过程,升高温度Kw 将增大,100℃时,c(H +)=c(OH -)=1×10-6mol/L ,Kw=c(H +)∙c(OH -)=1×10-12。
(2)Kw 不仅适用于纯水,也适用于酸,碱,盐的稀溶液。
酸性溶液: [H +]H2O +[H +]酸 OH —[]H2O =Kw碱性溶液:H2O =Kw [OH —]H2O +[OH —]碱 H +[](3)纯水中水的电离度αH2O %=181000107-×100%=1.8×10-7%。
(4)任何水溶液中,水所电离而生成的c(H +)H2O =c(OH —)H2O2.影响水的电离平衡的因素(1)温度:温度升高,水的电离度增大,水的电离平衡向电离方向移动,离子浓度增大。
(2)酸、碱:在纯水中加入酸或碱,抑制H 2O 的电离,均使水的电离平衡左移,此时若温度不变,Kw 不变,αH2O 变小;c(H +)发生改变,pH 也随之改变;若向水中加入酸,则c(H +)增大,c(OH —)变小,pH 变小(3)其他因素:Zn Na 2CO 3 NH 4Cl二、溶液的酸碱性和pH 值1.溶液的酸碱性(1)中性溶液: c(H +)=c(OH -)(2)酸性溶液:c(H +)溶液>c(OH -)溶液以0.1mol/L HCl 为例,由于酸电离出H +能使H2O H ++OH -平衡向左移动,即抑制了水的电离,溶液中H +由两部分组成,一部分为酸提供,另一部分为H 2O 提供,水电离提供的c(H +)远小于酸提供的c(H +),故可忽略,溶液中H +全部看作酸提供,故c(H +)溶液=0.1mol/L ,但溶液中OH -全部为H 2O 电离产生,c(OH -)溶液=c(OH -)O H 2,水电离产生 c(H +)和c(OH -)始终相等,因此有c(OH -)溶液 = c(OH -)O H 2 =c(H +)O H 2=L mol /1.010114-⨯=1×10-13,H 2O 的电离度αO H 2%=18100010113-⨯×100%=1.8×10-13%,酸溶液中水的电离度比纯水中水的电离度小。
高中化学 人教版选修4 课件:第三章 第二节 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性(34张PPT)
综合
拓展 一、影响水的电离平衡的因素 H 2O
高温
H++OH- ΔH>0
条件变化 升高温度
加酸 加碱 加活泼金
移动方向 向右移动
向左移动 向左移动
c(H+) 增大
增大 减小
c(OH-) 增大
减小 增大
Kw 增大
不变 不变
栏 目 链 接
属如Na
向右移动
减小
增大
不变
♨ 特别提示: (1)不同的溶液中,c(H+)与c(OH-)不一
接
Kw = ______________ 。在室温下,纯水中的 c(H + ) = c(H+)· c (OH- ) Kw=__________。 c(OH-)=______ mol/L , 10-7 1.0×10-14
(3)影响因素: 温度的影响,温度升高,Kw____。 水的离子积Kw,只受____ 增大 (4)适用范围: Kw不仅适用于纯水,也适用于 __________________________________________________ 稀的电解质水溶液 。 ______________________
栏 目 链 接
(2)溶液的酸碱性与pH的关系。 室温下: 酸性溶液 < , c(H+)__ > c(OH-),pH__7
栏 目 链 接
强; pH越小,溶液ຫໍສະໝຸດ 酸性越__ 中性溶液 = c(OH-),pH__7 = , c(H+)__ > , < c(OH-),pH__7 c(H+)__
碱性溶液
强。 pH越大,溶液的碱性越____
定相等,但由水电离产生的c(H+)与c(OH-)一定相等,判断
溶液中水的电离程度时,酸溶液看c(OH-),碱溶液看c(H+)。 (2)促进水的电离平衡的因素有升温、加活泼金属、加入 含弱酸 (或碱 )离子的盐 (后边学习);抑制水的电离平衡因素 有降温、加入酸(或强酸的酸式盐)、加入碱。 (3)水的离子积常数Kw仅仅是温度的函数,温度升高,Kw 增大,温度不变,Kw不变,此时若c(H+)增大,则c(OH-)必 减小,反之亦然。
高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为
高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为化学是一门以实验为载体的科学以研究物质的结构、变化。
小编准备了高二化学选修四第3章知识点,具体请看以下内容。
一、水溶液1、水的电离H2OH++OH-水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.010-14mol2L-2。
温度升高,有利于水的电离,KW增大。
2、溶液的酸碱度室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.010-7molL-1,pH=7酸性溶液:[H+][OH-],[H+]1.010-7molL-1,pH7碱性溶液:[H+][OH-],[OH-]1.010-7molL-1,pH73、电解质在水溶液中的存在形态(1)强电解质强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用=表示。
(2)弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(3)水解平衡的移动加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。
三、沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡与溶度积(1)概念当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。
其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)Ksp=[Pb2+][I-]2=7.110-9mol3L-3(2)溶度积Ksp的特点Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
