高考考点完全解读+练习+答案32水的电离和溶液的PH

高中化学58个考点精讲第1页共9页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=－lg[H+]，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）酸性[H+]＞[OH—][H+]＞1×10—7＜7中性[H+]=[OH—][H+]=[OH—]=1×10—7=7碱性[H+]＜[OH—][H+]＞1×与10—7＞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+]就增大到原来的10倍，pH值减小n个单位，[H+]的增大到原来的10n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.（3）判断溶液呈中性的依据为：[H0]=[OH—]或pH=pOH=21pKw只有当室温时，Kw=1×10—14[H+]=[OH—]=10—7mol/L溶液呈中性pH=pOH=21pKw=7分析原因：H2OH++OH－Q由于水的电离是吸热的，湿度越高，电离程度越大，kw越大.中性：pH=pOH=21pKwT↗→Kw↗→pH+pOH↘T↘→Kw↘→pH=pOH↗如：100℃，KW=1×10—12..pKw=12.中性时Ph=21pKw=6＜7.图示：不同湿度（T1＞T2）时溶液中[H+]与[OH—]，pH与pOH关系图一图二想一想：图一与图二有哪些不同？为何不同？提示：（①形状②T1、T2相对位置）③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）溶液pH的测定方法：①酸碱指示剂②pH试纸③pH计其中①只传判定pH范围②pH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酸性区2[OH]T碱性区-T1[H]+中性碱性区T12TpHpOH中性酸性区高中化学58个考点精讲第2页共9页试纸。否则相当于又稀释了待测液，测定结果误差大。③pH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①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。溶液的pH值变化，图示如下：②若把上述问题，换成等pH值，图示又怎样呢？强酸弱酸稀释强、弱碱稀释前倍稀释到n10后前倍稀释到n10后pH=apH(HCl)=a+n＜7pH=bPh(NaOH)=b－n＞7pH(HAC)＜a+n＜7pH(NH3·H2C)＞b－n＞7△pH(HCl)=n△pH(NaOH)=n△pH(HAC)＜n△pH(NH3·H2O)＜n△pH(HCl)＞△pH(HAC)△pH(NaOH)＞△pH(NH3·H2O)注意：①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7.②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7③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小+0.3若等体积混合，且△pH≥2强碱：pH=pH大－0.3若不等体积混合，物质的量浓度强酸[H+]总=212211VVVMVM7pHHClHAC加水加水NaOH3NH·H2O7pH7HClpH32HACV2OHNaOH7NH·pHOHVHO2高中化学58个考点精讲第3页共9页分别为M1、M2体积分别为强碱[OH—]总=212211VVVMVMV1、V2的一元强酸或强碱注意：强酸直接由[H+]总求pH值强碱由[OH—]总求pOH，后再求pH值.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：①若酸和碱恰好中和.即nH+=nOH—，pH=7.②若酸过量，求出过量的[H+]，再求pH值.③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①若pH酸+pH碱=14，则完全中和pH=7.②若pH酸+pH碱＞14，则碱过量pH≈pH碱－0.3③若pH酸+pH碱＜14，则酸过量pH≈pH酸+0.3讨论：pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V1：V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时，且V1：V2=10n时，a+b分别为多少？分析①呈中性：即pH=7.nH+=nOH—10—a·V1=10—（14－b）·V2V1：V2=10—14+a+b10n=10a+b－14n=a+b－14a+b=14+n②若呈酸性.即pH＜7nH+＞nOH—10—a·V1＞10—（14－b）·V2V1：V2＞10—14+a+b10n＞10－14+a+ba+b＜14+n③若呈碱性，即pH＞7，同理可知a+b＞14+n想一想：若V1：V2=1：10n=10—n，三种情况的结果又如何呢？3．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.①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）②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）③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？④当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7（与酸、碱的几元性无尖）⑤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）⑥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⑤，弱碱过量）⑦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：⑤⑥⑦与酸、碱的几元性有无关系？高中化学58个考点精讲第4页共9页3．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：2NH3NH4++NH2-据此判断以下叙述中错误的是（）A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒B．一定温度下液氨中C(NH4+)·C(NH2-)是一个常数C．液氨的电离达到平衡时C(NH3)=C(NH4+)=C(NH2-)D．只要不加入其他物质，液氨中C(NH4+)=C(NH2-)（2）完成下列反应方程式①在液氨中投入一小块金属钠，放出气体————————————————————————————②NaNH2溶于水的反应——————————————————————————————————③类似于“H++OH—=H2O”的反应————————————————————————————解析：此题要求掌握水自偶的实质(水分子电离产生的H+与H2O结合形成H3O+)以及水的电离平衡,并能迁移应用于对于NH3电离的认识：NH3分子电离产生H+和NH2—,H+与NH3结合生成NH4+，液氨电离产生等量的NH2—与NH4+，一定温度下离子浓度乘积为一常数；NH4+类似于H+，NH2—类似于OH—。具备上述知识后，就可顺利完成解题。答案：（1）C（2）①2Na+2NH3=H2↑+2NaNH2②NaNH2+H2O=NaOH+NH3↑或NH2—+H2O=OH—+NH3↑③NH2—+NH4+=2NH3↑或NH4Cl+NaNH2=2NH3↑+NaCl知识点二：水的离子积【例2】某温度下纯水中C(H+)=2×10-7mol/L，则此时溶液中的C(OH-)=___________。若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+)=5×10-6mol/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（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-)。答案：纯水中C(OH-)=C(H+)=2×10-7mol/LKw=C(H+)·C(OH-)=2×10-7×2×10-7=4×10-14稀盐酸中C(OH-)=Kw/C(H+)=(4×10-14)/(5×10-6)=8×10-9mol/L【例3】.难溶化合物的饱和溶液存在着溶解平衡，例如：AgCl(s)Ag++Cl—,Ag2CrO4(s)2Ag++CrO42—,在一定温度下，难溶化合物饱和溶液离子浓度的乘积为一常数，这个常数用Ksp表示。已知：Ksp(AgCl)=[Ag+][Cl-]=1.8×10-10Ksp(Ag2CrO4)=[Ag+]2[CrO42-]=1.9×10-12现有0.001摩/升AgNO3溶液滴定0.001摩/升KCl和0.001摩/升的K2CrO4的混和溶液，试通过计算回答：(1)Cl-和CrO42-中哪种先沉淀?(2)当CrO42-以Ag2CrO4形式沉淀时，溶液中的Cl-离子浓度是多少?CrO42-与Cl-能否达到有效的分离?(设当一种离子开始沉淀时，另一种离子浓度小于10-5mol/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度越小越容易沉淀。（2）由Ag2CrO4沉淀时所需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。解答：（1）AgCl饱和所需Ag+浓度[Ag+]1=1.8×10-7摩/升Ag2CrO4饱和所需Ag+浓度[Ag+]2=1910000112..=4.36×10-5摩/升[Ag+]1[Ag+]2，Cl-先沉淀。高中化学58个考点精讲第5页共9页（2）Ag2CrO4开始沉淀时[Cl-]=181043610105..=4.13×10-610-5，所以能有效地分离。知识点三：水的电离平衡的移动【例4】：某溶液中由水电离出来的C(OH—)=10-12mol/L，则该溶液中的溶质不可能是（）A、HClB、NaOHC、NH4ClD、H2SO4解析：由水电离反应式知：此溶液水电离产生的C(H+)=C(OH—)=10-12mol/L，若溶液中的H+全部来自水的电离，则此溶液显碱性，是因溶有碱类物质所致，若溶液中的H+不仅为水电离所产生，则此溶液显酸性，为酸性物质电离所致。NH4Cl不可能电离产生H+。解答：C下列两题为上题的变式，分析一下变在何处？解题方法、思路与上题是否一样？差异何在？（1）室温下，在纯水中加入某物质后，测得溶液中由水电离产生的C(H+)=10-12mol/L，则加入的物质可能是（假设常温下碳酸、氢硫酸的第一步电离度为0.1%）（）A、通入CO2B、通入H2SC、通入NH3D、加入NaHSO4（2）某溶液中水电离产生的C(H+)=10-3mol/L，,该溶液中溶质可能是（）①Al2(SO4)3②NaOH③NH4Cl④NaHSO4A、①②B、①③C、②③D、①④【例5】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)C(O