1、1第八章 水溶液中的离子平衡李仕才第 二 节 水 的 电 离 和 溶 液 的 酸 碱 性 考点二 溶液的酸碱性和 pH1溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中 c(H )与 c(OH )的相对大小2.pH(1)定义：pHlgc(H )。(2)适用范围：通常应用于 c(H )、c(OH )都较小的稀溶液，小于 1 mol/L。(3)表示意义：溶液酸性越强，c(H )越大，pH 越小；溶液碱性越强，c(H )越小，pH 越大。3pH 的测量方法(1)酸碱指示剂法取待测液滴加酸碱指示剂，通过观察溶液颜色的变化来确定溶液的酸碱性。常用的酸2碱指示剂有石蕊、甲基橙、酚酞试液。其颜色变化及 pH 变色范围：
2、(2)pH 试纸法把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的 pH 试纸的中部，观察变化稳定后的颜色，与标准比色卡对比即可确定溶液的 pH。(3)pH 计法用仪器精确测量溶液的 pH。判断正误(正确的打“” ，错误的打“”)1任何温度下，利用 H 和 OH 浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。( )2某溶液的 c(H )107 molL1 ，则该溶液呈酸性。( )3用蒸馏水润湿的 pH 试纸测溶液的 pH，一定会使结果偏低。( )4一定温度下，pHa 的氨水溶液，稀释 10 倍后，其 pHb，则 ab1。( )525 时，pH4.5 的番茄汁中 c(H )是 pH6
3、.5 的牛奶中 c(H )的 2 倍。( )625 时，某溶液中水电离出的 c(H )10 13 ，则该溶液的 pH 一定为 13。( )7常温下，pH3 的盐酸和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈碱性。( )825 时，pH2 的 CH3COOH 和 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合所得溶液呈中性。( )925 时，pH2 的盐酸和 pH12 的氨水等体积混合所得溶液呈酸性。( )31pH 范围在 014 之间，pH0 的溶液并非没有 H ，而是 c(H )1 molL1 ；pH14 的溶液并非没有 OH ，而是 c(OH )1 molL 1 。2溶液显酸碱性的实质是溶
4、液中 c(H )与 c(OH )的相对大小。利用 c(H )大于、小于或等于 1107 molL1 或 pH 大于、小于或等于 7 来判断溶液的酸碱性，利用 pH 判断前提条件是在常温下。3使用 pH 试纸测溶液 pH 时用蒸馏水润湿相当于将待测液稀释。44不能用 pH 试纸测定“漂白性”溶液的 pH。5使用 pH 试纸测溶液的 pH，读数只读取整数，如 pH2。6室温下，已知酸和碱 pH 之和的溶液等体积混合酸碱性分析(1)两强混合：若 pH 之和等于 14，则混合后溶液显中性，pH7。若 pH 之和大于 14，则混合后溶液显碱性，pH7。若 pH 之和小于 14，则混合后溶液显酸性，pHc
5、(OH )的溶液一定显酸性BpH3 的弱酸溶液与 pH11 的强碱溶液等体积混合后溶液呈酸性CpH5 的硫酸溶液稀释到原来的 500 倍，稀释后 c(SO )与 c(H )之比约为 11024D中和 10 mL 0.1 molL1 醋酸与 100 mL 0.01 molL1 醋酸所需 NaOH 的物质的量不同解析：B 项，pH3 的弱酸溶液与 pH11 的强碱溶液等体积混合，弱酸浓度大，有大量剩余，反应后溶液显酸性。C 项，pH5 的硫酸溶液稀释到原来的 500 倍，则溶液接近于中性，c(H )约为 107 molL1 ，c(SO )10 5 /(2500)10 8 molL1 ，则 c(SO
6、24)c(H )110。D 项，两份醋酸的物质的量相同，则所需 NaOH 的物质的量相同，错24误。答案：D4下列说法正确的是( )A酸式滴定管和量筒都没有“0”刻度线B使用 pH 试纸时，不能润湿，否则一定会使测定结果不准确C若用水润湿过的 pH 试纸去测 pH 相等的 H2SO4和 H3PO4，H 3PO4的误差更大DpH 试纸在酸性较强的环境中显红色，在碱性较强的环境中显蓝色解析：酸式滴定管有“0”刻度线，A 项错误；pH 试纸不能润湿，若溶液呈酸性或碱性，测定结果一定有误差，若呈中性，无误差，B 项错误；由于 H3PO4是弱酸，H 2SO4是强酸，稀释相同倍数后，H 3PO4的 pH
7、增加的比 H2SO4小，所以 H2SO4的误差大，C 项错误。答案：D5已知温度 T 时水的离子积常数为 Kw，该温度下，将浓度为 a molL1 的一元酸 HA与 b molL1 的一元碱 BOH 等体积混合。可判定该溶液呈中性的依据是( )AabB混合溶液的 pH7C混合溶液中，c(H ) molL1KwD混合溶液中，c(H )c(B )c(OH )c(A )解析：A.ab，则二者恰好中和，但反应生成的盐的种类不能确定，酸碱性也不能确定，错误；B.由于水的电离平衡常数只与温度有关，温度没有指明是室温，所以混合溶液的 pH7 不能确定溶液呈中性，错误；C.由于 c(H )c(OH )K w，
8、若混合溶液中，c(H ) molL1 ，则 c(H ) c(OH )，溶液呈中性，正确；D.根据电荷守恒，混合溶液中Kw始终存在 c(H )c(B )c(OH )c(A )，错误。6答案：C6在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后 pH 一定小于 7 的是( )ApH3 的硝酸跟 pH11 的氢氧化钾溶液BpH3 的盐酸跟 pH11 的氨水CpH3 的硫酸跟 pH11 的氢氧化钠溶液DpH3 的醋酸跟 pH11 的氢氧化钡溶液解析：pH3 的硝酸中 c(H )110 3 mol/L，pH11 的氢氧化钾溶液中 c(OH )110 3 mol/L，在室温下等体积混合后，pH7，故 A 错误；pH3
9、 的盐酸中 c(H )110 3 mol/L，pH11 的氨水中 c(OH )110 3 mol/L，则在室温下等体积混合后，氨水过量，pH7，故 B 错误；pH3 的硫酸中 c(H )110 3 mol/L，pH11 的氢氧化钠溶液中 c(OH )110 3 mol/L，在室温下等体积混合后，pH7，故 C 错误；pH3 的醋酸 c(H )110 3 mol/L，pH11 的氢氧化钡溶液中 c(OH )110 3 mol/L，由于醋酸为弱酸，c(CH 3COOH)1103 mol/L，则在室温下等体积混合后，醋酸过量，pH” “ 水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向电离的方向移动，c(H )
10、增大，c(OH )增大，K wc(H )c(OH )，K w增大(2)2.4107 molL1 5.7610 9 molL1(3)10 pH 1pH 213pH 的计算1 有关 pH 计算的一般思维模型关于溶液 pH 的计算是高考中的重要题型，主要包含直接求溶液的 pH、求酸或碱溶液的浓度、所需酸或碱的体积等，无论以哪一种形式出现，均可按照以下方法求解。8特别提示：利用 c(H ) 求 pH 时，要注意温度是否是 25 ，K w是否是Kwc OH 1.01014 。2 计算方法(1)单一溶液 pH 计算(2)混合溶液 pH 计算9(3)溶液稀释时 pH 的计算提醒：表中 an7。(4)酸碱等体
11、积混合后溶液酸碱性的判断将强酸、强碱溶液以某体积之比混合，若混合液呈中性，则 c(H )c(OH )、V 碱 V酸 、pH 酸 pH 碱 有如下规律(25 )：因 c(H )酸 V 酸 c(OH )碱 V 碱 ，故有10 。在碱溶液中 c(OH )碱 ，将其代入上式得 c(H )酸 c(H )c H 酸c OH 碱 V碱V酸 10 14c H 碱碱 ，两边取负对数得 pH 酸 pH 碱 14lg 。现举例如下：10 14V碱V酸 V碱V酸1求下列溶液的 pH(常温条件下)(已知 lg20.3)：(1)0.005 molL1 的 H2SO4溶液_。(2)0.001 molL1 的 NaOH 溶液
12、_。(3)pH2 的盐酸与等体积的水混合_。(4)pH2 的盐酸加水稀释到 1 000 倍_。(5)已知 CH3COOH 的电离常数 Ka1.810 5, 0.1 molL1 的 CH3COOH 溶液_。(6)0.1 molL1 NH3H2O 溶液 NH3H2O 的电离度为 1%，电离度100%_。已 电 离 的 弱 电 解 质 浓 度弱 电 解 质 的 初 始 浓 度(7)将 pH3 的 HCl 与 pH3 的 H2SO4等体积混合_。(8)将 pH8 的 NaOH 与 pH10 的 NaOH 溶液等体积混合_。(9)常温下，将 pH5 的盐酸与 pH9 的 NaOH 溶液以体积比 119
13、混合_。解析：(5) CH 3COOHCH 3COO H c 初始 /molL1 0.1 0 0c 电离 /molL1 c(H ) c(H ) c(H )c 平衡 /molL1 0.1c(H ) c(H ) c(H )则 Ka 1.810 5 ，解得 c(H )1.310 3 molL1 ，所以c2 H 0.1 c H pHlgc(H )lg(1.310 3 )2.9。11(6) NH 3H2OOH NH 4c 初始 /molL1 0.1 0 0c 电离 /molL1 0.11% 0.11% 0.11%则 c(OH )0.11% molL 1 10 3 molL1 ，c(H ) Kwc OH
14、10 1410 3molL1 10 11 molL1 ，所以 pH11。(8)将 pH8 的 NaOH 溶液与 pH10 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液中 c(H )很明显可以根据 pH 来算，可以根据经验公式来求算 pH10lg2(即 0.3)，所以答案为 9.7。(9)pH5 的盐酸溶液中 c(H )10 5 molL1 ，pH9 的 NaOH 溶液中 c(OH )10 5 molL1 ，两者以体积比 119 混合，则酸过量，混合液的 pH 小于 7。c(H )1.010 6 molL1 ，pHlg(1.010 6 )6。10 511 10 5911 9答案：(1)2 (2)11 (
15、3)2.3 (4)5 (5)2.9 (6)11(7)3 (8)9.7 (9)62(1)体积相同，浓度均为 0.2 molL1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 10倍，溶液的 pH 分别变成 m 和 n，则 m 与 n 的关系为_。(2)体积相同，浓度均为 0.2 molL1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n倍，溶液的 pH 都变成 3，则 m 与 n 的关系为_。(3)体积相同，pH 均等于 1 的盐酸和 CH3COOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n 倍，溶液的pH 都变成 3，则 m 与 n 的关系为_。(4)体积相同，pH 均等于 13 的氨水和 N
16、aOH 溶液，分别加水稀释 m 倍、n 倍，溶液的pH 都变成 9，则 m 与 n 的关系为_。答案：(1)mn (3)mn3在某温度时，测得 0.01 molL1 的 NaOH 溶液的 pH11。(1)该温度下水的离子积常数 Kw_。(2)在此温度下，将 pHa 的 NaOH 溶液 Va L 与 pHb 的硫酸 Vb L 混合。若所得混合液为中性，且 a12，b2，则 VaV b_。若所得混合液为中性，且 ab12，则 VaV b_。解析：(1)由题意知，溶液中 c(H )10 11 molL1 ，c(OH )0.01 molL 1 ，故Kwc(H )c(OH )10 13 。(2)根据中和
17、反应：H OH =H2O。c(H )Vbc(OH )Va102 Vb10 13 /1012 Va 110。VaVb 10 210 112根据中和反应 H OH =H2Oc(H )Vbc(OH )Va10b Vb10 13 /10a Va 10 13(ab) 10，即 VaV b101。VaVb 10 b10a 13答案：(1)10 13 (2)110 1014常温下，有 pH 为 12 的 NaOH 溶液 100 mL，欲将其 pH 变为 11，采取下列三种措施(忽略混合过程中溶液体积的变化)，请回答有关问题：(1)若加水，应加入_mL。(2)若用 pH10 的 NaOH 溶液，应加入_mL。(3)若用 pH2 的盐酸，应加入_mL。解析：(1)将碱稀释 10 倍即可使 pH 降低 1 个单位，故需将溶液的总体积扩大到 1 000 mL，加入 900 mL 水。(2)计算出氢氧根离子浓度的变化，设加入 pH10 的 NaOH 溶液 x mL，则 110 3 ，解得 x1 000。(3)碱有剩余，110 2100 110 4x100 x设加入 pH2 的盐酸 y mL，根据过量计算，110 3 ，解得 y81.8。110 2100 110 2y100 y答案：(1)900 (2)1 000 (3)81.8
