水的电离和溶液pH值计算

水的电离与溶液pH 值的计算

一、水的电离

水是极弱的电解质，发生微弱的（自偶）电离。 H 2O + H 2O →H 3O + + OH - 简写： H 2O → H + + OH -

实验测定：25℃ c （H +）=c （OH -）=17

10-⨯mol/L 100℃ c （H +）= c （OH -）= 1610-⨯mol/L 二、水的离子积（K w ）

实验测定：25℃ K w = c （H +）·c （OH -）=11410

-⨯（定值）（省去单位） 100℃ K w = c （H +）·c （OH -）=112

10

-⨯

影响因素：

1）温度：温度越高，K w 越大，水的电离度越大。

对于中性水，尽管K w 温度升高，电离度增大，但仍是中性水，[H +]=[OH -]. 2）溶液酸碱性：中性溶液，c （H +）=c （OH -）=17

10-⨯mol/L

酸性溶液：c （H +）> c （OH -），c （H +）>1⨯10-7mol/L c （OH -）<1⨯10-7mol/L 碱性溶液：c （H +）< c （OH -），c （H +）<1⨯10-7mol/L c （OH -）>1⨯10-7mol/L c （H +）越大，酸性越强；c （OH -）越大，碱性越强。

三、溶液pH 值的计算 1.pH 的计算公式：

（1）c （H +）=C 酸α酸（弱酸） c （H +）= nC 酸 c （OH -）=C 碱α碱（弱碱） c （OH -）= nC 碱

(2) K w = c （H +）c （OH -），c （H +）=

）（OH K c w c （OH -）=）

（+H Kw

c

(3) pH=-lgc （H +） pOH=-lgc （OH -） (4) pH + pOH = 14（25℃）

2.酸或碱溶液及稀释后的p H 值的计算(25℃) 1） 酸强碱溶液(单一溶液)p H 值的计算 例1．求0.1mol/L 的H 2SO 4的pH 值。

例2. 0.1mol/L 醋酸溶液中的c （OH -）？（25℃，已知该醋酸的电离度为1.32%）

解：

2）强酸或强碱溶液稀释后的pH值的计算(25℃)

[例题1]求将10m L pH＝5的盐酸稀释到100m L，10000m L后溶液的p H值。

【练习1】求将100m L 0.2 mol/L的硫酸稀释到10000m L后溶液的p H值

[练习2]求将10m L pH＝12的氢氧化钠溶液稀释到100m L，10000m L后溶液的p H值。

[小结2]

强酸、强碱在稀释时，当其浓度大于10－5mol/L时，不考虑水的电离。且：

①强酸溶液，pH（稀释）=pH（原来）+ lg n (n为稀释的倍数)

②强碱溶液，pH（稀释）= pH（原来）- lg n (n为稀释的倍数)

3.强酸溶液混合后溶液的pH计算

[例题] p H=1的盐酸与p H＝5的盐酸等体积混合后溶液的p H值为多少？

[练习] p H=2的盐酸与p H＝4的盐酸按体积比2：1混合后溶液的p H值为多少？

[小结3]

两强酸溶液混合时，设酸1中H+浓度为C1,体积为V1;设酸2中H+浓度为C2,体积为V2则：C(H＋)(混)＝；p H（混）＝

4.强碱溶液混合的p H计算

[练习]p H=13 NaOH溶液与p H＝10的NaOH溶液等体积混合后的p H值为多少？

[小结4]

两强碱溶液混合时，设碱1中OH－浓度为C1,体积为V1;设碱2中OH－浓度为C2,体积为V2则：

C(OH－)＝

C(H＋)(混)＝；p H（混）＝

(注意：在计算碱混合时，不可直接用H＋，求混合后溶液的C(H＋)，因为在碱溶液混合过程中，水的电离平衡会被破坏，而建立新的电离平衡，且其H＋浓度的变化对碱溶液中H＋的浓度影响较大。)

5.强酸与强碱溶液的混合

[例题]50m L0.6mol/L NaOH溶液和50m L0.4mol./L硫酸相混合后，溶液的p H约为多少？[练习]50m L0.6mol/L NaOH溶液和50m L0.4mol./L盐酸相混合后，溶液的p H约为多少？

[小结5] 在酸碱反应中应先求出酸或碱哪者过量，如：

再求溶液的p H

6.弱酸或弱碱溶液的稀释

[例题]将体积都为10m L，p H都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释至amL和bmL，测得稀释溶液的p H均为4，则稀释后溶液体积（）

A.a=b=100m L

B.a=b=1000m L

C.a

D.a>b

[小结7]：对于弱酸或弱碱在稀释时，p H的变化值较强酸强碱小。

【经典例题】

考点一：电离平衡的移动

例1：已知0.1 mol/L的醋酸溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO－＋H＋，要使溶液中c(H＋)/c(CH3COOH)值增大，可以采取的措施是( )

A.加少量烧碱溶液

B.升高温度

C.加少量冰醋酸

D.加水

【变式训练1】欲使0.1 mol·L -1的NaHCO 3溶液中c (H +)、c (CO 32-)、c (HCO 3-)都减少，其方法是 （ ）A ．通入二氧化碳气体 B ．加入氢氧化钠固体C ．通入氯化氢气体 D ．加入饱和石灰水溶液【变式训练2】把足量熟石灰放入蒸馏水中，一段时间后达到平衡：C a (O H )2(s)

C a 2+(a q)+2O H －

(a q),下列叙述正确的是 （ ） A. 给溶液加热，溶液的pH 升高 B. 恒温下向溶液中加入CaO ，溶液的pH 升高

C. 向溶液中加入Na 2CO 3溶液，则其中的C a (O H )2的固体增多 D . 向溶液中加入少量的NaOH 固体，则其中的C a (O H )2的固体增多

解析：注意，对于氢氧化钙来说，升高温度会降低其在溶液中的溶解度，导致溶质减少，pH 值会降低；而加入氧化钙也是同样的道理，因为原溶液是个饱和溶液；而加碳酸钠会形成碳酸钙沉淀，溶液中的氢氧根减少，平衡像右移动，氢氧化钙固体会减少；而加氢氧化钠会是平衡左移，固体增多。

考点二：水的电离和水的离子积

例1：25 ℃时，水的电离达到平衡：H 2O +H ＋-OH ；∆H ＞0，下列叙述正确的是

( )

A ．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c (OH －

)降低 B ．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c (H ＋

)增大，K W 不变 C ．向水中加入少量固体CH 3COONa ，平衡逆向移动，c (H ＋

)降低 D ．将水加热，K W 增大，pH 不变

解析：向水中加入稀氨水，抑制了水的电离但c (-

OH )增大，加入少量固体CH 3COONa 促进水的电离但c (+

H ) 降低，将水加热K W 增大，pH 将减小。

【变式训练3】在－50℃液氨中有2NH 3(液)

NH 4＋

+NH 2－

的电离平衡关系，两离子的平

衡浓度均为1×10—15mol/L ，下列对－50℃时液氨的离子积的表达中正确的是 （ ）

A ．离子积是1×10－15

B ．不加入其他物质，液氨中C(+

4NH )=

C(-

2NH )

C ．若液氨中放人NaNH 2，其离子积不变

D ．此液氨中放人NH 4C1，其离子积数值增加

解析：本题就是要理解离子积的概念，以及电离过程中各离子之间的关系，明白离子浓度和由某物电离出的离子浓度之间的区别。