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1、考点32水的电离和溶液的PH-【精品资料】高考化学知识点全程讲解考点32水的电离和溶液的PH1(复习重点 1(通过对水的电离、离子积、pH定义等重要知识和方法迁移应用的练习，提高认知能力; 2(灵活解答水的电离平衡的相关问题; 3(掌握混合溶液pH计算的方法，并能运用数学工具解决一些有关pH计算的综合问题 4(培养学习过程中探究、总结的习惯。 2(难点聚焦 (一)溶液的酸碱性及pH的值 + 溶液呈的酸碱性何性，取决于溶液中H、OH的相对大小:pH值的大小取决于溶液中的+H大小 +pH=,lgH，pOH=,lgKw=pKw +溶液酸碱性 H与OH关系 任意湿度 室温(mol/L) pH值(室温)
2、 +7酸性 H,OH H,110 ,7 +7 中性 H=OH H=OH=110=7 +7碱性 H,OH H,1与10 ,7 +(1)酸性越强，pH值越小，碱性越强，pH值越大，pH值减小一个单位，H就增大到+n原来的10倍，pH值减小n个单位，H的增大到原来的10倍. +(2)任意水溶液中H?0，但pH可为0，此时H=1mol/L，一般H,1mol/L时，pH+,0，故直接用H表示. 10(3)判断溶液呈中性的依据为:H= OH或pH=pOH=pKw 214只有当室温时，Kw=110 +7 H=OH=10mol/L 溶液呈中性 1pH=pOH=pKw=7 2+ 分析 原因:HO H+OH,Q
3、2由于水的电离是吸热的，湿度越高，电离程度越大，kw越大. 1 中性:pH=pOH=pKw 2T?Kw?pH+pOH? T?Kw?pH=pOH? 12. 如:100?，KW=110. pKw=12. 1中性时Ph=pKw=6,7. 2+ 图示:不同湿度(T,T)时溶液中H与OH，pH与pOH关系 12- OH pOH碱性区 中性酸性区中性 酸性区碱性区T12T2TT1+H pH图一 图二 想一想:图一与图二有哪些不同,为何不同, 提示:(?形状 ?T、T相对位置) 12+ ?简平分钱划分的两个区域酸碱性不同。建议以H、OH=Kw，和pH+pOH=pKw两个关系或考虑，并注意湿度不同时Kw的影响
4、。) (4)溶液pH的测定方法: ?酸碱指示剂 ?pH试纸 ?pH计其中?只传判定pH范围 ?pH试纸也只能确定在某个值左右(对照标准比色卡)，无法精确到小数点后1倍。另外使用时不能预先润湿试纸。否则相当于又稀释了待测液，测定结果误差大。 ?pH计测定较精确. (二)酸碱溶液的稀释前后pH值的变化。 由于强酸或强碱在水中完全电离，加水稀释后不会有溶质进一步电离，故仅仅是体积增大的+因素导致酸溶液中的H或碱溶液中的OH减小. 弱酸或弱碱由于在水中不完全电离，加水稀释同时，能促使其分子进一步电离，故导致相应+H或OH减小的幅度降低。 例如 ?等物质的量浓度的盐酸和醋酸，氢氧化钠和氨水分别加水稀释。
5、溶液的pH值变化，图示如下: pHpH NaOH NH?HO 3277HAC HCl 加水加水 ?若把上述问题，换成等pH值，图示又怎样呢, pHpHNH?HO32 NaOH77 HClHACVVHOHO22强酸弱酸稀释 强、弱碱稀释 nn稀释到10倍稀释到10倍 前后 前后 ,pH=a pH=a+n,7 pH=b Ph=b,n,7 (HCl)(NaOH)pH,a+n,7 pH,b,n,7 ?(HAC)(NH3H2C)?pH=n ?pH=n (HCl)(NaOH)?pH,n ?pH,n ?(HAC)(NH3H2O)?pH,?pH ?pH,?pH?(HCl)(HAC)(NaOH)(NH3H2O)
6、 注意: ?酸无论怎样稀释，不可能成为碱性;若无限稀释，则pH只能无限接近7且小于7. ?碱无论怎样稀释，不可能成为酸性;若无限稀释，则pH只能无限接近7且大于7 ?当起始强酸、弱酸的pH相同，稀释后为达仍相同，则稀释倍数一定是弱酸大小强酸(强碱、弱碱类同) (三)有关pH的计算 1(溶液简单混合(不发生反应，忽略混合时体积变化) 强酸:pH=pH+0.3 小若等体积混合，且?pH?2 强碱:pH=pH,0.3 大MV，MV+1122 若不等体积混合，物质的量浓度 强酸H= 总V，V12MV，MV1122 分别为M、M体积分别为 强碱OH= 总12V，V12V、V的一元强酸或强碱 12+注意:
7、强酸直接由H求pH值 总 强碱由OH求pOH，后再求pH值. 总2(强酸和强碱混合(发生中和反应，忽略体积变化)可能情况有三种: +?若酸和碱恰好中和. 即nH=nOH，pH=7. +?若酸过量，求出过量的H，再求pH值. ?若碱过量，求出过量的OH，求出pOH后求pH值. 特例:若强酸与强碱等体积混合 ?若pH+pH=14，则完全中和pH=7. 酸碱?若pH+pH,14，则碱过量pH?pH,0.3 酸碱碱?若pH+pH,14，则酸过量pH?pH+0.3 酸碱酸讨论: pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V:V混合.当混合液分别呈中性、酸性、1 2n碱性时，且V :V=10时，
8、a+b分别为多少, 12分析 ?呈中性:即pH=7. + nH=nOH (,)a14b 10?V=10?V 1214+a+b V :V=1012, na+b1410=10 n=a+b,14 a+b=14+n ?若呈酸性. 即pH,7 + nH,nOH ,)(a14b 10?V,10?V 1214+a+b V :V,1012, n14+ a+b 10,10 a+b,14+n ?若呈碱性，即pH,7，同理可知 a+b,14+n nn 想一想:若V:V=1 :10=10，三种情况的结果又如何呢, 1 23(关于酸、碱混合时的定性判断(常温) 酸与碱混合时发生中和反应，但不一定恰好完呈中和。即使恰好完
9、全中和，也不一定溶液呈中性，由生成的盐能否水解及水解情况而定，另外酸碱的强弱不同，提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。一般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。 下面把常见的几种情况分列出来. ?等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH,7(由生成的强碱弱酸盐水解决定) ?等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH,7(由生成的强酸弱碱盐水解决定) ?等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7(因生成强酸强碱盐不水解) 想一想:若酸或碱之一是多元，情况又怎样, ?当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7(与酸、碱的几元性
10、无尖) ?当pH=3的某一元酸溶液与pH=11的一元强碱以等体积混合后pH?7。(考虑酸有强弱之分，若分弱酸，制反应后酸过量) ?当pH=3的某一元强酸pH=11的一元碱溶液的以等体积混合后pH?7(同理?，弱碱过量) ?将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定. 再想一想:?与酸、碱的几元性有无关系, 3(例题精讲 知识点一:水的电离 - +【例1】(1)与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离:2NH NH+NH342据此判断以下叙述中错误的是 ( ) -+ A(液氨中含有NH、NH、NH等微粒 342-+B(一定温度下液氨中C(NH)?C(NH)是一个常数
11、 42-+C(液氨的电离达到平衡时C(NH) = C(NH) = C(NH) 342-+D(只要不加入其他物质，液氨中C(NH) = C(NH) 42(2)完成下列反应方程式 ?在液氨中投入一小块金属钠，放出气体 ?NaNH溶于水的反应2 +?类似于“H+OH=HO”的反应2 +解析:此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的H与HO结合形成HO)以及水的电离23+平衡,并能迁移应用于对于NH电离的认识:NH分子电离产生H和NH,H与NH结3323+合生成NH，液氨电离产生等量的NH与NH，一定温度下离子浓度乘积为一常数;424+NH类似于H，NH类似于OH。具备上述知识后，就可顺利完成解题。
12、 42答案:(1)C (2)?2Na+2NH=H?+2NaNH 322?NaNH+HO=NaOH+NH?或NH+HO=OH+NH? 223223+?NH+NH =2NH?或NHCl+NaNH=2NH?+NaCl 243423知识点二:水的离子积 -+7【例2】某温度下纯水中C(H) = 210 mol/L，则此时溶液中的C(OH) = _。 -6-+若温度不变，滴入稀盐酸使C(H) = 510 mol/L，则此时溶液中的C(OH) = _。 -+解析:由水电离产生的H与OH量始终相等，知纯水中C(H) = C(OH)。根据纯水中C(H) 与-C(OH)可求出此温度下水的Kw的值，由Kw的性质(
13、只与温度有关，与离子浓度无关)，-若温度不变，稀盐酸中Kw仍为此值，利用此值可求出盐酸中的C(OH)。 -+7 答案:纯水中 C(OH) = C(H) = 210 mol/L -+7714 Kw = C(H)?C(OH) = 210210 = 410 -+1469 稀盐酸中 C(OH) = Kw / C(H) = (410) / (510) = 810 mol/L 【例3】 .难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，例如: +2AgCl(s) Ag+Cl,AgCrO(s) 2Ag+CrO,在一定温度下，难溶化合物饱和溶液244离子浓度的乘积为一常数，这个常数用Ksp表示。 +-10 已知:Ksp(
14、AgCl)=AgCl=1.810 +2-122- Ksp(AgCrO)=AgCrO=1.910 244现有0.001摩/升AgNO溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的KCrO的混和溶液，324试通过计算回答: -2- (1)Cl和CrO中哪种先沉淀? 42-2-(2)当CrO以AgCrO形式沉淀时，溶液中的Cl离子浓度是多少? CrO与Cl能否达4244-5到有效的分离?(设当一种离子开始沉淀时，另一种离子浓度小于10mol/L时，则认为可以达到有效分离) 解析:(1)当溶液中某物质离子浓度的乘积大于Ksp时，会形成沉淀。几种离子共同沉淀某种离子时，根据各离子积计算出所需的离子浓
15、度越小越容易沉淀。(2)由AgCrO沉淀时24+所需Ag浓度求出此时溶液中Cl的浓度可判断是否达到有效分离。 +-7解答:(1)AgCl饱和所需 Ag浓度Ag=1.810摩/升 1,121910.，+-5 AgCrO饱和所需Ag浓度Ag=4.3610摩/升 2420001.+- AgAg，Cl先沉淀。 12,101810.，-6-5 (2) AgCrO开始沉淀时Cl=4.1310C(OH)的操作是 ( ) (1)将水加热煮沸 (2)向水中投入一小块金属钠 (3)向水中通CO(4)向水中通NH2 3 (5)向水中加入明矾晶体 (6)向水中加入NaHCO固体 (7)向水中加NaHSO固体 34A、
16、(1)(3)(6)(7) B、(1)(3)(6) C、(5)(7) D、(5) 解析:本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响，请按如下思路完成本题的解:本题涉及+到哪些条件对水的电离平衡的影响,各自对水的电离平衡如何影响,结果任何(C(H)与C(OH)相对大小),归纳酸、碱、盐对水的电离平衡的影响。 解答: D 知识点四:pH的定义方法 【例6】、下列溶液，一定呈中性的是 ( ) A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液 +-7-1B.H=110mol?L的溶液 C.pH=14-pOH 的溶液 D.pH=pOH 的溶液 (2000年化学试测题) 解析:此题要求将教
17、材中定义pH方法迁移应用于表示pOH以及pH与pOH的关系，根据pH+的定义方法，可定义pOH= lgC(OH)，将室温下水的离子积的表达式C(H)C(OH+1414)=10两边取负对数，lgC(H)lgC(OH)= lg10，整理得pH+pOH=14。应用所得关系式分析可得答案。 解答:D 点评:pOH= lgC(OH)、pH+pOH=14两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内，我们不一定要掌握，但将教材中的知识、方法加以迁移应用，进行探究发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。此题作为全国高考化学测试题具有重要的指导意义，值得大家认真去领悟，在随后的2001年上海高考题以及2002年全国
18、理科综合高考题中又出现了类似的题目。 ，cH，为更好地表示溶液的酸碱性，科学 家提出了酸度(AG)的概念，AG,，则lg,，cOH下列叙述正确的是 A 中性溶液的AG,0 B 酸性溶液的AG,0 C 常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG,12 D 常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG,12( 2001年上海) ，,AGacidity aredeAGAGlgH/OH有人曾建议用表示溶液的酸度()，的定义为,()。下列表述正确的是A 25pH7AG1 在?时，若溶液呈中性，则,，,B 25pH7AG0 在?时，若溶液呈酸性，则,，,C 25pH7AG0 在?时，若溶液呈碱性，则,，,D 25p
19、HAGAG2(7pH) 在?时，溶液的与的换算公式为,(2002理科综合)知识点五:溶液pH的计算 【例7】室温下将n体积pH=10和m体积pH=13两种NaOH溶液混合得pH=12的NaOH溶液，则n:m= 解析:此题是关于两种不反应的溶液混合后溶液pH值的计算，根据混合前后溶质(NaOH)量守恒，列式求解 +-10-4解答:pH=10 C(H)=10mol/L C(OH) =10mol/L +-13-1 pH=13 C(H)=10mol/L C(OH) =10mol/L +-12-2 pH=12 C(H)=10mol/L C(OH) =10mol/L -4-1-2 10?n + 10?m
20、= (n+m) 10 n :m = 100 :11 规律: 有关混合溶液的pH计算，题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，但基本题型只有两种:(1)混合后不反应，(2)混合后反应。对于溶液的稀释，可将水作为浓度为0的溶液，仍属混合后不反应一类，这一类混合溶液的pH应介于两种溶液的pH之间，因而酸、碱溶液无论加多少水稀释，其最终pH均不可能等于纯水的pH(即常温不可能为7)。 + 混合溶液pH的计算方法也很简单，即设法求出混合溶液的C(H)，若是溶液显碱性，+则必须先求出溶液的C(OH)，然后再换算为C(H)或按OH量守恒列式求解。 【例8】25C，若10体积的某强碱溶液与1体
21、积的某强酸溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该碱的pH与强酸的pH之间该满足的关系是_ +分析:由题意知，本题为酸、碱混合后完全中和，根据中和反应的实质可知，酸中n(H)与碱-+-中n(OH)相等，故有C(H)酸V酸 = C(OH)碱V碱，由此关系列式可求得结果。 +-a-14 -b- (14 - b)解答:设酸的pH为a，C(H)酸=10，碱的pH为b，C(OH)碱=10/ 10=10 +-因为混合后溶液呈中性，所以C(H)酸V酸 = C(OH)碱V碱 -a - (14 - b) - (13 - b) 10V = 10 10V = 10 V -a- (13 - b)10 = 10 -a-
22、(13 - b)两边取负对数:-lg10 = -lg10 ，a=13-b a+b=13 即酸的pH与碱的pH之和为13 点评:上面解法尽管可顺利地得出本题的解，但题中的酸碱体积比可以任意变换，则每一变换都得重新求解，这就启发我们能否找出酸、碱pH与两者体积比之间的关系呢,同时若混合后不显中性其关系又会怎样呢, 将上面的解改为: +-C(H)V = C(OH)V 酸酸碱碱-a - (14 - b) 10V = 10 V 酸碱-a-b-1410?10=10?(V / V) 碱酸两边取负对数得:a+b=14lg(V / V) 碱酸若混合后溶液显酸性: 若混合后溶液显碱性: 同学们在学习中要善于总结、
23、积累，把自己积累的经验、成果用于指导自己的学习。例如掌握了上述关系后，解下列题目就很轻松。 在20?时，有PH值为x(x,6)的盐酸和PH值为y(y,8)的NaOH溶液，取Vx升该盐酸同该NaOH溶液中和，需Vy升NaOH溶液 Vx (1)若x+y=14时，则= VyVx (2)若x+y=13时，则= VyVx (3)若x+y14时，则= (表达式)，且Vx Vy(填或=) Vy4(实战演练 一 选择题 1.水是一种极弱的电解质,在室温下平均每n个水分子只有一个水分子能电离，则n是 ( ) -47 7 21A.110 B. 55.610C. 110D. 6.0210 -12(将1mol?LHS
24、O溶液100mL与质量分数为10%的NaOH溶液50g混合均匀后，滴入甲基24橙指示剂，此时溶液的颜色是 ( ) A(浅紫色 B(黄色 C(红色 D(无色 ，-3.pH定义为pH=-lg,c(H),，pOH定义为pOH=-lg,c(OH),，K表示25?时水的离子积常w，数，则弱酸性溶液中的c(H)可表示为 ( ) pOH-14A、K/pOH mol/L B、10 mol/L w 14-pOH-pOHC、10 mol/L D、10 mol/L 4(能使水的电离平衡正向移动，而且所得溶液呈酸性的是 ( ) A(将水加热到100?时，水的pH=6 B(向水中滴加少量稀硫酸 C(向水中滴加少量NaH
25、CO D(向水中加入少量明矾晶体 3-+135. 常温下某溶液中水电离出的C(H) = 110 mol/L，则下列说法中正确的是 ( ) A(该溶液一定呈酸性 B(该溶液一定呈碱性 -C(该溶液中一定有C(OH) = 0.1mol/L D(该溶液的pH值为1或13 +-56(25?时，在水电离出的C(H)=110摩/升的溶液中，一定能大量共存的是 ( ) 3+-2+2-2- A.Al、NH、SO、Cl B. Mg、K、SO、HCO 4443+-2+-+2-3- C.K、Na、Cl、SO D.Ba、Cl、Na、PO 447.有?、?、?三瓶体积相等，浓度都是1mol/L的HCl溶液，将?加热蒸发
26、至体积减小一半，在?中加入CHCOONa固体(加入后溶液仍呈酸性)，?不作改变，然后以酚 酞作指3示剂，用溶液滴定上述三种溶液，消耗的NaOH溶液的体积是 ( ) A、?=? B、? C、?=?=? D、?adc，则这四种溶液PH值由大到小的顺序是 ( ) A.cdab B.badc C.abcd D.无法确定 18. 有下列四种溶液:(1)HCl (2)AlCl(3)NaOH (4)NaCO，此四种溶液中水的电离度分别为323,62,、,、,、,已知,=,，,=,且=10，则四种溶液的PH值不可能是 ( ) 12341324,1A、5 5 10 10 B、4 4 10 10 C、3 5 11
27、 9 D、5 3 9 11 19(NaH是种离子化合物，它跟水反应的方程式为:NaH，HO?NaOH，H?，它也能跟22液氨、乙醇等发生类似的反应，并都产生氢气。下列有关NaH的叙述错误的是 ( ) ,，A 跟水反应时，水作氧化剂 B NaH中H半径比Li半径小 C 跟液氨反应时，有NaNH生成 D 跟乙醇反应时，NaH被氧化 2-420、常温下某溶液，水电离出的c (OH)=1.010 mol/L,该溶液中溶质可能是 ( ) ?Al(SO) ?NaOH ?NHCl ?NaHSO 24344A、? B、? C、? D、? 二 填空题 21(测得某溶液的pH = 6.5，且氢离子与氢氧根离子物质
28、的量相等，此溶液呈_性。测定温度_室温(填高于、低于或等于)，其理由是 。 将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的HSO溶液bL混合。 24(1)若所得混合液为中性，则a:b 。 (2)若所得混合液的pH=2，则a:b 。 -22、水的电离平衡曲线如图所示。 ) mol/L c(OH-6(1) 若以A点表示25?时水的电离平衡的离子 B 10-7浓度，当温度升高到100?时，水的电离平衡状 10 态移动到B点，则此时水的离子积 A 从_变化到_。 (2) 将pH=8的Ba(OH)溶液与pH=5的稀盐酸混 2-7-6+合，并保持100?的恒温，致使混合溶液 10 10 c(H)mol
29、/L 的pH=7，则Ba(OH)和盐酸的体积比为_。 2m+nn-m(3) 已知AB的离子积为c(A)c(B)，若某温度下Ca(OH)的溶解度为0.74g，设饱nm2和溶液的密度为1g/mL，其离子积约为_。 三 计算题 +x-y23、某温度下的溶液中c (H)=1.010 mol/L，c (OH)=1.010 mol/L。x与y的关系如右图所示; Y (1)求该温度下，中性溶液的pH。 5.二次函数与一元二次方程0 -5 (2)求该温度下0.01mol/LnaOH溶液的PH -10 如果圆的半径为r，点到圆心的距离为d，则-15 -105 0 x (3)该温度下，pH=a的醋酸溶液与pH=b
30、的NaOH溶液等体积混合，恰好完全反应， 求此醋酸溶液中醋酸的电离度。 24(7分)向50ml0.018mol/L的AgNO溶液中加入50ml0.02mol/L的盐酸，生成了沉淀。如3+10果溶液中C(Ag)和C(Cl)的乘积是一个常数，C(Ag)? C(Cl)=1.010，当溶液中+C(Ag)? C(Cl)常数，则有沉淀产生，反之沉淀溶解，求 圆由两个条件唯一确定：一是圆心（即定点），二是半径（即定长）。+(1)沉淀生成后溶液中C(Ag)是多少, (2)如果向沉淀生成后的溶液中再加入50mL0.001mol/L的盐酸，是否产生沉淀，为什么, (1)相交: 直线与圆有两个公共点时,叫做直线和圆
31、相交,这时直线叫做圆的割线.答案 （2）抛物线的描述：开口方向、对称性、y随x的变化情况、抛物线的最高（或最低）点、抛物线与x轴的交点。1 B 2 C 3 B 4D 5 D 6 AC 7 D 8 B 9 B 10 C 11 B 12 A 13 B 14 D 15 D 16 A 17 A 18 A 19 B 20 B (1)三边之间的关系：a2+b2=c2；+-21 中， 高于 。 水的离解反应:HO=H +OH 吸热反应，升温有利于水的离解，使K 2w增大 (1)10:1 (2)9:2 4、根据学生的知识缺漏，有目的、有计划地进行补缺补漏。-14-12-3 22 (1) 10 10 (2) 2
32、 :9 (3) 41017,a,b23(1) 7.5 (2)13 (3)10% 即;+24(解:?由Ag+Cl=AgCl 化简后即为： 这就是抛物线与x轴的两交点之间的距离公式。-可知沉淀后C=(0.020.018)50/(50+50)=0.001mol/L )(Cl-107所以C=110/0.001=110mol/L (Ag+)-7-7?再加入50mL盐酸后 C=110100/(100+50)=2/310mol/L (Ag+)-C=0.001mol/L )(Cl-7-3-14-12CC=2/31010=2/310110 (Ag+)Cl)1. 仰角:当从低处观测高处的目标时，视线与水平线所成的锐角称为仰角所以不产生沉淀