2010届高三化学一轮考点精讲精析(20)：水的电离与溶液的PH

2010届高三化学一轮考点精讲精析考点20 水的电离与溶液的pH1．初步掌握测定溶液pH的方法。

2．学会使用滴定管，能进行酸碱滴定，并能绘制滴定过程中的pH变化曲线，了解酸碱中和过程中溶液pH的变化规律。

3．知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要应用。

1．水的电离和水的离子积⑴水的电离和电离平衡：水是一种电解质，它能微弱地电离，生成和离子，电离方程式为，简写为：；ΔH<0。

在一定温度下，纯水电离生成的c（H+）=c（OH-），实验测得在25°C时，c（H+）=c（OH-）= 。

此时水的电离度为。

⑵影响水的电离平衡的因素：①温度：当温度升高时，水的电离平衡向方向移动，这时水中的c（H+）、c（OH-）如何变化？②浓度：往水中加入酸或碱，水的电离平衡的移动方向是，若往水中加入强碱弱酸盐或强酸弱碱盐，水的电离平衡的移动方向是，⑶水的离子积：在一定温度下，水中或中c（H+）与c（OH-）的乘积是一个常数，用Kw表示，称为水的离子积常数，温度不同，Kw不同，在25°C时，Kw= = ；当温度升高时，Kw将，比如在100°C时，Kw= ，此时水的电离度为。

在常温下，c（H+）=0.01mol/L的强酸溶液与c（OH-）=0.01mol/L的强碱溶液中,Kw= ，水的电离度= 。

2．溶液的酸碱性和pH值⑴溶液的酸碱性：25°C时：中性溶液c（H+）=c（OH-）= pH= ；酸性溶液；碱性溶液；溶液的酸碱性与溶液PH值是否等于7 (填有关或无关），与溶液中c（H+）和c（OH-）的有关。

⑵溶液的pH值：①概念：。

②表达式：，pH值适合于表示溶液的酸碱性。

3．酸、碱批示剂及溶液pH值的实验测定方法⑵测定溶液pH值方法：精确方法：pH计法常用方法：pH试纸法。

不能先用水湿润pH试纸的原因是。

1．水的电离和影响因素⑴水是一个极弱的电解质，存在电离平衡：H 2O H++OH-（2）影响水电离平衡的因素①酸、碱在纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，ＫW不变，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。

②温度若升温，由于水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移，c（H+）、c（OH－）同时增大，pH变小，但由于c（H+）与c（OH－）始终保持相等，故仍显中性。

③易水解的盐在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大，但只要温度不变，ＫW不变。

④其他因素如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H+直接作用，因而促进了水的电离平衡向电离的方向移动。

2．溶液酸碱性的基本规律（1）溶液酸碱性判定规律①pH相同的酸，酸越弱，酸物质的量浓度越大；pH相同的碱，碱越弱，碱物质的量浓度越大。

②酸与碱的pH之和为14，且等体积混合时，强酸与强碱混合，pH=7；强酸与弱碱混合，pH＞7;强碱与弱酸混合，pH＜7。

（2）稀释后溶液pH的变化规律①对于强酸溶液，每稀释10n倍，pH增大n个单位（增大后不超过7）。

②对于强碱溶液，每稀释10n 倍，pH 减小n 个单位（减小后不小于7）。

③对于pH 相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱）稀释相同倍数时，pH 变化不同，其结果是强酸或强碱的变化的程度大。

④对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，pH 变化不同，其结果是强酸稀释后pH 增大得比弱酸快（强碱、弱碱类似）。

3．溶液pH 的计算（1）单一溶液的pH 计算①强酸溶液，如H n A ，设浓度为c mol·L －1， c （H +）＝nc mol·L －1，pH ＝－lg c （H +）＝－lg nc 。

②强碱溶液，如 B （OH ）n ，设浓度为c mol·L －1， c （H +）＝nc1410- mol·L －1，pH ＝－lg c （H +）＝14＋lg nc 。

（2）酸、碱混合pH 计算 ①两强酸混合c 混（H +）＝212211)H()H(V V V c V c ++++②两强碱混合c 混（OH －）＝212211)OH ()OH (V V V c V c ++--③强酸与强碱混合碱酸碱碱酸酸混混V V V c V c c c +-=⎪⎭⎪⎬⎫-++-|)OH ()H (|)H ()OH (（3）混合溶液pH 的计算①两种pH 不同的强酸溶液混合时，要先求出混合后溶液中c （H +），再求其pH ，当等体积混合时，可用速算法，即ΔpH=1时，pH 合=pH 小+0.26 ΔpH≥2时，pH 合=pH 小+0.3②两种强碱的稀溶液混合时，必须先求出混合后溶液中c （OH －），再利用K W 换算成c （H +）求其pH 。

当等体积混合时也可用速算法： ΔpH=1时，pH 合=pH 大－0.26 ΔpH≥2时，pH 合=pH 大－0.3(4）稀强酸与稀强碱溶液混合后pH 的计算，要先根据H ++OH －==== H 2O 计算出哪种物质过量，然后计算出过量的c （H +）或c （OH －），再求其pH 。

(5）pH 之和等于14的两种溶液以等体积相混合时，其混合溶液的pH 的判断： ①若两者都是强电解质，则混合后pH=7。

②若酸为强酸，碱为弱碱，则混合后pH>7。

③若酸为弱酸，碱为强碱，则混合后pH<7。

(6）等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后溶液的pH 的判断：①强酸和强碱混合，pH=7；②强酸和弱碱混合，pH<7；③弱酸和强碱混合，pH>7；④弱酸和弱碱混合，pH 由强者决定；⑤未注明酸、碱强弱时，pH 无法判断。

(7）等体积强酸（pH 1）和强碱（pH 2）混合： ①若溶液呈中性，二者pH 之和为14。

②若溶液呈碱性，二者pH 之和大于14。

③若溶液呈酸性，二者pH 之和小于14。

【例1】体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH 等于A ．9.0B ．9.5C ．10.5D ．11.0解析： 方法一：盐酸与某一元强碱恰好完全反应时：n （OH －）=n （H +）。

所以有c （OH －）×10V =c （H +）·V ，c （OH －）=10)H (+c ，c （OH －）=10L mol 1015.2--⋅=10－3.5 mol·L －1pH=－lg c （H +）=－lg)(OHW -c K =－lg 5.3141010--=－lg10－10.5=10.5。

所以选择C 选项。

方法二：若1体积pH ＝2.5的盐酸和1体积某浓度的该一元强碱恰好完全反应，则酸中H +浓度等于碱中OH 上标－浓度，两者的pH 之和等于14，也就是碱的pH ＝11.5。

将该溶液稀释10倍，就得到题中所用的强碱溶液，其pH 减小1，等于10.5。

答案: C 。

【例2】 25 ℃时，若体积为V a 、pH=a 的某一元强酸与体积为V b 、pH=b 的某一元强碱混合，恰好中和，且已知V a <V b 和a =0.5 b 。

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__________________。

解析:本题是对强酸、强碱中和规律的研究，综合性较强。

强酸与强碱完全中和，pH 之和必为14，即a +b =14，由此可知a =3或a =5均不合题意。

难点在a 的取值范围的确定上。

)H ()(+-=a b ba c OHc V V =ab a bc c ---++-=101010)H ()H (101414=10a +b －14<1所以a +b －14<0，而a =0.5b ,即3a <14,a <314。

又pH=b =2a >7,a >27，所以27<a <314。

答案:(1）否 若a =3，则b =6，溶液显酸性，与题意不符，故a ≠3(2）否 若a =5，c a （H +）＝10－5 mol·L －1，则b =10，c b （OH －）=10－4 mol·L －1，ba V V =)H ()OH(+-a b c c >1，不符合题意，故a ≠5(3）27<a <314【例3】在pH 都等于9的NaOH 溶液和CH 3COONa 溶液中，设由水电离产生的OH -离子浓度分别为Amol/L 和Bmol/Lmol 则A 和B 的关系是A. B.C. D.解析：NaOH 溶液中，NaOH 只提供OH -，不提供H +，所以溶液中的H +就是水提pH=9的CH 3COONa 溶液中，CH 3COONa 不提供H +和OH —，两者全部来自于水的电离。

所以答案为B 。

应指出的是，因水电CH 3COOH本题也可以根据“酸碱抑制，盐促进”来估算，立即得答案为B 。

答案：B【例4】 A 和B ，分别加水1000倍稀释，其pH与所加水的体积变化如下图所示，则下列结论中正确的是A. A 酸比B 酸的电离程度小B. B 酸比A 酸容易电离C. B 是弱酸，A 是强酸D. pH=1时，B 酸的物质的量浓度比A 酸大解析：如果一元酸是强酸，pH=1加水稀释103倍后，此时，14101)(--+⋅⨯=L mol H c ，A 酸为强酸而B酸是弱酸。

pH=1时，B 酸的物质的量浓度比A 酸大。

所以C 和D 是正确的。

答案：CD。