水的电离与溶液的酸碱性-化学试题

水的电离与溶液的酸碱性-化学试题
【内容综述】
pH值是对溶液酸碱性的定量描述，两者之间的关系是理所当然的重点。

在实际应用中，pH值与溶液中[H+]及其溶液酸碱性之间的关系则是这部分内容的难点。

【要点讲解】
“水的电离与溶液的酸碱性”部分主要有以下几项内容：水的电离平衡及其“离子积”、溶液的pH值、pH值得简单计算、常用的三中指示剂的变色范围、pH是值得使用等。

1．在讨论溶液酸碱性的时候，水的电离是极易被忽视的。

人们总是认为，酸能电离出H+，酸的溶液就显酸性，似乎与水无关，水的相对量至多影响酸的浓度。

其实酸、碱、盐的溶液对水的电离平衡均有重大影响，而这种影响在分析某些问题是可以“忽略不计”，而在分析另一些问题（比如分析酸溶液中的[OH-]、碱溶液中的[H+]，及后面要讨论的盐类的水解等）时，就是至关重要的了。

例1 常温下，在水中加入0.1mol·L-1盐酸，求溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度。

解题思路：
水溶液中存在着两个电离H2O：H2O≒H++OH-
HCl：HCl=H++Cl-
盐酸（HCl）电离出的H+会使H2O的电离平衡向左移，使水电离出的[H+]、[OH-]降低。

比较盐酸电离出的[H+]，H2O电离出的H+可忽略不记。

溶液中的[H+]、[OH-]分别由盐酸、水电离决定。

溶液中的氢离子浓度为[H+]=[HCl]=1mol·L-1
根据水的离子积知[OH-]=mol·L-1
答：略
启示：酸性溶液中存在着H+、OH-，其浓度关系仍然符合离子积。

即[H+]、[OH-]的乘积为常数。

例2 常温下，浓度为0.1mol·L-1的氨水（NH3·H2O），其电离度为1.34%，求溶液中的[H+]、[OH-]。

解题思路：
弱电解质中的离子浓度分别由溶液的浓度和电离度共同决定。

碱性溶液中[OH-]>[H+]，先由电离度求出[OH-]，再借助KW计算出[H+]。

[OH-]=c·=0.1mol·L-1×1.34%=1.34×10-mol·L-1
[H+]===7.5×10-12（mol·L-1）
启示：任何物质的水溶液，无论中性、酸性或碱性，都同时存在着H+、OH-，且在常温下，向水中加少量酸、碱、盐等物质形成稀溶液后，溶液中始终保持KW=[H+]·[OH-]的关系。

例3 求0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液的PH值。

解题思路：
强碱溶液中，[OH-]等于碱的浓度，可先由溶液的物质的量浓度求出[OH-]，再利用KW 求出溶液中[H+]，最后根据PH值定义求溶液的PH值。

解法一:[OH-]=CNaOH=0.01mol·L-1则,[H+]==（mol·L-1）
启示：如果求强碱溶液的pH值，应注意必须先求溶液中的[OH-]，再求[H+]、pH值。

解法二：
≒pH=14 pOH=14 2=12
2.对于弱酸或弱碱溶液的pH值，一般要通过弱电解质的电离度进行计算。

例4.求25≒时0.1mol·L-1的醋酸溶液的PH值。

解题思路：
[H+]=c·=0.1×1.32%=1.32×10-3（mol·L-1）
≒PH==2.88
3.“混合溶液的pH值”的计算，情况比较复杂。

常见情况为“等体积混合”：
混合模式
强酸1+强酸2
强碱1+强碱2
强酸+强碱
计算pH混
先计算pOH混再计算pH混
先根据反应计算过量物，再按左示模式计算
计算pH混
先计算pH混再计算pH混
ΔpH>3时
pH混=pH小+0.3
pH混=pH大-0.3
例5.pH=2和pH=4的盐酸等体积混合，求混合液的pH值。

解题思路：
两种pH值不同的盐酸混合后，由于混合溶液的体积增大，因此，在求混合液的[H+]时，应将混合前溶液中的H+的物质的量求出，再由混合液的体积和H+的总物质的量求出[H+]混。

进而求出pH混。

解：≒pH1=2≒[H+]1=1×10-2mol·L-1
pH2=4≒[H+]2=1×10-4mol·L-1
≒[H+]混=(1×10-2V1+1×10-4V2)÷(V1+V2)
≒V1=V2
≒[H+]混=（mol·L-1）
≒pH混=
例6．0.6mol·L-1的盐酸与0.4mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合，求混合液的PH值。

解：HCl+NaOH=NaCl+H2O
1mol1mol
设盐酸、氢氧化钠的体积为v
≒H+的物质的量=0.6v（mol）
OH-的物质的量=0.4v（mol）
≒盐酸有剩余
≒[H+]混=（mol·L-1）
≒
【能力训练】
1．一定温度下，纯水中[H+]和[OH-]的乘积是____；这常数叫____；在酸、碱的稀溶液中存在此常数的原因是___。

2．测定溶液PH值的方法很多，通常用①___②___③___。

中学常用的酸碱指示剂有___和___，测定溶液PH值较简便的方法是用___，测定溶液PH值精确的方法是用___。

3．PH=13的NaOH溶液20mL跟PH=11的Ba(OH)2溶液60mL混合后，溶液的PH值等于___，等体积混合，PH值___。

某溶液可使甲荃橙显黄色，酚酞显无色，石蕊显红色，则该溶液的PH值范围是（）
A．1 8 B.1 5 C.4.4 5 D.5 8
5．c1、c2、、、PH1、PH2分别表示两种一元弱酸的物质的量浓度、电离度和溶液的PH 值。

如果已知PH1<PH2，且>，则c1和c2的关系（）
A．c1>c2 B.c1=c2 C.c1<c2 D.无法确定
6．下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比（①≒②≒③≒④）是：①PH=0的盐酸，②0.1mol·L-1的盐酸③0.01mol·L-1NaOH溶液。

④PH=11的NaOH溶液。

（）
A.1≒10≒100≒1000
B.0≒1≒12≒11
C.14≒13≒12≒11
D.14≒13≒2≒3
7．在指定条件下，下列离子能大量共存的是（）
A．强碱性溶液：K+、Na+、ClO-、S2-
B．PH=1的溶液：Fe2+、Na+、I-、
C．与Al反应产生H2的溶液：H+、Cl-、、K+
D．由水电离出的[H+]=1×10-11mol·L-1的溶液中：Na+、、、
[答案和提示]
1.1×10-14；水的离子积常数；稀酸、稀碱溶液中的[H+]、[OH-]的乘积不变
2.①酸碱指示剂；②PH试纸；③PH计。

石蕊、酚酞、甲荃橙；PH试纸，PH计
3.12.3812.7）
4.C
5.D
6.A
7.B。