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pH
考点聚焦
1.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。
知识梳理
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
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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
⑴常用指示剂及变色范围
指示剂
变色范围
甲基橙
酚酞
石蕊
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:
H2OH++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HnA,设浓度为c mol·L-1,
c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。
②强碱溶液,如 B(OH)n,设浓度为c mol·L-1,
c(H+)= mol·L-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。
(2)酸、碱混合pH计算
①两强酸混合c混(H+)=
②两强碱混合c混(OH-)=
③强酸与强碱混合
(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+0.3
②两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KW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-==== H2O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(pH1)和强碱(pH2)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。
试
题
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枚举
【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.9.0
B.9.5
C.10.5
D.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-)=,c(OH-)==10-3.5 mol·L-1
pH=-lgc(H+)=-lg=-lg=-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Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合,恰好中和,且已知Va
7,a>,所以1,不符合题意,故a≠5
(3)
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