水的电离和溶液的酸碱性

水的电离和溶液的酸碱性◎重难点1.pH的计算2.酸碱稀释的pH的计算3.酸碱混合的pH计算4.酸碱中和滴定实验◎本节知识网络知识点1水的电离平衡水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH－：H2O+H23O++OH－通常简写为：H2++OH－，水总是电离出等量的H+和OH-，从实验可知，在25℃时，1 L 纯水中只有1×10－7 mol H2O电离，即纯水中 [H+ ]=[OH-]=1×10-7mol. L-1在酸碱溶液中，+-知识点2水的电离平衡影响因素1、温度对水电离的影响水的电离是个吸热过程，故温度升高，水的离子积增大。

25℃时，K W= 1×10－14 ；100℃时，K W= 1×10－12。

（水的离子积只随温度的改变而改变）2、外加试剂对水电离的影响水的离子积是水电离平衡时的性质，它不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐稀溶液。

即任何物质的水溶液中，25℃时，K W= c(H+)·c(OH－) =1×10－143、直接增大[H+]在H2 O ++OH-平衡中，加入(酸或强酸的酸式盐或中强酸的酸式盐),增大[H+]，则平衡向左移动，α水减小，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，K w不变，则[OH-]必然会减小。

4、直接增大[OH-]在H2 O H+ +OH-平衡中，加入碱，增大[OH-] ，则平衡向左移动，α水减小，水的电离被抑制，由于水的电离平衡仍然存在，K w1×10－14，则[H+]必然会减小。

总结：（1）在纯水中分别加入等量的H+和OH-时，能同等程度地抑制水的电离，并使水电离出的[H+ ]和[OH-]均小于10-7mol .L-1。

（2）如果一个溶液中水的电离度小于纯水，即水的电离被抑制，表明既可以是加入酸或某些酸式盐，也可以是加入碱，则该溶液既可以显酸性也可以显碱性。

〖例1〗常温的某无色溶液中，由水的电离产生的C（H+）=1×10-12mol/l，则下列各组离子肯定能共存的是（）A、Cu2+NO3-SO42-Fe3+B、Cl- S2- Na+K+C、SO32-NH4+ K+ Mg2+D、Cl- Na+ NO3- SO42-〖变式训练1〗下列说法正确的是( )A 酸溶于水后能促进水的电离，碱溶于水后能抑制水的电离。

B 强酸溶于水后能抑制水的电离，弱酸溶于水后能促进水的电离。

C 任何条件下，只要c(H+)＞c(OH－)，溶液就一定显酸性。

D 任何条件下，只要pH＞7，溶液就一定显碱性。

根据电离平衡常数的定义有：K= c(H+)·c(OH－)/ c(H2O) 则：c(H+)·c(OH－)=K·c(H2O)在25℃时，由于电离的水很少，故c(H2O)=55.6 mol·L－1为一常数，K也为一常数。

常数乘常数必然为一个新的常数，用K W表示，因此有：c(H+)·c(OH－)=K W，K W为水的离子积常数，简称为水的离子积。

在25℃时，水中H+浓度和OH－浓度都是1×10－7 mol·L－1，所以K W= c(H+)·c(OH－)=1×10－7×1×10－7=1×10－14，此时的[H+ ]和[OH-]是溶液中的总量。

K w的应用：根据溶液中的[H+ ]，求溶液中的[OH-]，反之亦然。

K w的大小只与温度有关（25℃时，Kw =1×10-14，100℃时，Kw =1×10-12）总结：①在酸溶液中,H+浓度近似看成是酸电离出来的H+浓度，则OH－来自于水的电离,且25℃时，溶液中c(H+)·c(OH－) =1×10－14②在碱溶液中,OH－浓度近似看成是碱电离出来的OH－浓度浓度，而H+则是来自于水的电离,且25℃时，c(H+)·c(OH－) =1×10－14。

无论是酸溶液中还是碱溶液中都同时存在H+和OH—！而且在一定温度下两者浓度的乘积是定值！常温下，溶液的酸碱性跟H+和OH—浓度的关系：中性溶液[H+] =[OH—]=1×10—7mol/L酸性溶液[H+]＞[OH—] ＜1×10—7mol/L碱性溶液[H+]＜[OH—] ＞1×10—7mol/L溶液酸碱性溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系室温数值pH K w中性c(H＋)＝c(OH－)c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol/L＝7 10－14酸性c(H＋)＞c(OH－)c(H＋)＞10－7 mol/L ＜7 10－14碱性c(H＋)＜c(OH－)c(H＋)＜10－7 mol/L ＞7 10－14〖例2〗在25℃下，将amol/L的氨水与0.01mol/L的盐酸等体积混合，反应时溶液中c(NH4*)=c(Cl-)，则溶液显性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH3·H2O的电离常数K b =_知识点4pH值的计算pH=－lg{ c(H+)} pOH=-lg[OH—]例如，常温时纯水中c(H+)=10－7 故pH=－lg10－7=7PH + pOH =14常温下溶液的pH和溶液的酸碱性以及溶液中c(H+)、c(OH－)的关系在中性溶液中[H+]=[OH—]=1×10—7mol/L pH=7在酸性溶液中[H+]＞[OH—]＞1×10—7mol/L pH＜7在碱性溶液中[H+]＜[OH—]＜1×10—7mol/L pH＞7溶液的酸性越强，其pH越小；溶液的碱性越强，其pH越大。

〖例3〗某温度下的溶液中，c(H＋)=10x mol/L,c(OH－)=10y mol/L。

x与y的关系如右图所示：⑴ 求该温度下,中性溶液的pH。

⑵ 求该温度下0.01 mol/L NaOH溶液的pH。

〖变式训练2〗已知95℃时水的离子积K w＝1×10－12,25℃时K w＝1×10－14，回答下列问题：(1)95℃时水的电离常数________(填“＞”“＝”或“＜”) 25℃时水的电离常数．(2)95℃纯水中c(H＋)________(填“＞”、“＝”或“＜”)c(OH－)．(3)95℃时向纯水中加入NaOH，c(OH－)＝1×10－1 mol/L，此时pH＝________.知识点5酸碱的稀释问题酸的稀释问题总结：①强酸的稀释相当于对原酸溶液中c(H+)的稀释②弱酸的稀释需要考虑稀释增大了弱酸的电离度③强酸、弱酸的稀释规律PH=a的强酸、弱酸加水稀释10n的PH为：强酸：PH=a + n (注意：a+n<7)弱酸：a < PH < a + n (注意：a+n<7)碱的稀释问题总结：①强碱的稀释相当于对原酸溶液中c(OH-)的稀释②弱碱的稀释需要考虑稀释，增大了弱碱的电离度③强碱、弱碱的稀释规律PH=b 的强碱、弱碱加水稀释10n的PH为：强碱：PH=b - n (注意： b - n > 7)弱碱：b - n < PH < n (注意：b - n > 7)酸、碱溶液无限稀释时，PH能无限接近7。

且酸不能大于7，碱不能小于7。

即溶液稀释时酸、碱性不变〖例4〗某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。

据图判断正确的是（）A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强C.a点K w的数值比c点K w的数值大D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度〖变式训练3〗常温下，pH=10的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀释到100 mL，其pH 与溶液体积（V）的关系如图所示，下列说法正确的是（）A．X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强C．分别完全中和X、Y这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积V X>V YD．若8<a<10，则X、Y都是弱碱知识点6酸碱的混合问题1.强酸与强酸混合2.强碱与强碱混合3.强酸与强碱混合4.酸碱混合的两种特殊情况⑴定值不定强弱:定值即酸碱pH之和为14当按所给反应物质的量之比计算时，谁大谁过剩，溶液呈谁性，与酸碱强弱无关。

酸碱等体积混合P H = 2 某酸与 P H = 12 某碱P H难定P H = 4 某酸与 P H = 10 的强碱 P H≤7P H = 4 的强酸与P H = 10 的某碱 P H≥7⑵定强不定值:定强即酸碱为强酸和强碱，但pH之和未必为14①若强酸与强碱溶液的pH之和大于14，则等体积混合后显碱性，pH大于7；若要恰好完全中和，消耗的酸碱体积为:V酸：V碱=10(a+b)-14：1；②若强酸与强碱溶液的pH之和等于14，则等体积混合后显中性，pH等于7；若要恰好完全中和，消耗的酸碱体积为:V酸：V碱=1：1；③若强酸与强碱溶液的pH之和小于14，则等体积混合后显酸性，pH小于7；若要恰好完全中和，消耗的酸碱体积为:V酸：V碱=1：1014-（a+b）。

〖例5〗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=0.5b。

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。

答案：（1）不可以a=3 b=6不符合题意（2）不可以a=5 b=10, C（H+)=10-5mol/L C(OH-)=10-4mol/L （3）首先a＜7 C （H+)=10-a mol/L C(OH-)=10b-14mol/L V a＜V b 则10-a mol/L> 10b-14mol/L a＜14/3〖变式训练4〗25℃时，向V ml PH=a的盐酸中滴加PH=b的NaOH溶液10V ml，反应后的溶液中c(Cl－)=c(Na＋)，则此时a+b的值为A．12 B．13 C．14 D．15〖变式训练5〗室温时，将xmL PH=a的稀 NaOH溶液与ymL PH = b的稀盐酸充分反应。

下列关于反应后溶液的判断，正确的是（）A、若x = y，且 a + b = 14，则PH>7B、若10x = y，且 a + b = 13，则PH=7C、若ax = by，且 a + b = 13，则PH=7D、若x =10 y，且 a + b = 14，则PH>7〖变式训练6〗在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取V a L该盐酸，同该NaOH溶液中和，需V b L NaOH溶液，填空：（1）若a+b=14，则V a:V b=____________（填数字）。