解题方法——[水的电离与溶液的酸碱性]--化学家园

解题方法——[水的电离与溶液的酸碱性]

水的电离与溶液的酸碱性
　　【内容综述】　　

　　pH值是对溶液酸碱性的定量描述，两者之间的关系是理所当然的重点。在实际应用中，pH值与溶液中[H+]及其溶液酸碱性之间的关系则是这部分内容的难点。

　　【要点讲解】

　　“水的电离与溶液的酸碱性”部分主要有以下几项内容：水的电离平衡及其“离子积”、溶液的pH值、pH值得简单计算、常用的三中指示剂的变色范围、pH是值得使用等。

　　1．在讨论溶液酸碱性的时候，水的电离是极易被忽视的。人们总是认为，酸能电离出H+，酸的溶液就显酸性，似乎与水无关，水的相对量至多影响酸的浓度。其实酸、碱、盐的溶液对水的电离平衡均有重大影响，而这种影响在分析某些问题是可以“忽略不计”，而在分析另一些问题（比如分析酸溶液中的[OH-]、碱溶液中的[H+]，及后面要讨论的盐类的水解等）时，就是至关重要的了。

　　例1 常温下，在水中加入0.1mol·L-1盐酸，求溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度。

　　解题思路：

　　水溶液中存在着两个电离H2O：H2O≒H++OH-

　　HCl：HCl=H++Cl-

　　盐酸（HCl）电离出的H+会使H2O的电离平衡向左移，使水电离出的[H+]、[OH-]降低。比较盐酸电离出的[H+]，H2O电离出的H+可忽略不记。溶液中的[H+]、[OH-]分别由盐酸、水电离决定。

　　溶液中的氢离子浓度为[H+]=[HCl]=1mol·L-1

　　根据水的离子积知[OH-]=mol·L-1

　　答：略

　　启示：酸性溶液中存在着H+、OH-，其浓度关系仍然符合离子积。即[H+]、[OH-]的乘积为常数。

　　例2 常温下，浓度为0.1mol·L-1的氨水（NH3·H2O），其电离度为1.34%，求溶液中的[H+]、[OH-]。

　　解题思路：

　　弱电解质中的离子浓度分别由溶液的浓度和电离度共同决定。碱性溶液中[OH-]>[H+]，先由电离度求出[OH-]，再借助KW计算出[H+]。

　　[OH-]=c·=0.1mol·L-1×1.34%=1.34×10-mol·L-1

　　[H+]===7.5×10-12（mol·L-1）

　　启示：任何物质的水溶液，无论中性、酸性或碱性，都同时存在着H+、OH-，且在常温下，向水中加少量酸、碱、盐等物质形成稀溶液后，溶液中始终保持KW=[H+]·[OH-]的关系。

　　例3 求0.01mol·L-1的氢氧化钠溶液的PH值。

　　解题思路：

　　强碱溶液中，[OH-]等于碱的浓度，可先由溶液的物质的量浓度求出[OH-]，再利用KW求出溶液中[H+]，最后根据PH值定义求溶液的PH值。

　　解法一:[OH-]=CNaOH=0.01mol·L-1则,[H+]==（mol·L-1）

　　启示：如果求强碱溶液的pH值，应注意必须先求溶液中的[OH-]，再求[H+]、pH值。

　　解法二：

　　∴pH=14 pOH=14 2=12

　　2.对于弱酸或弱碱溶液的pH值，一般要通过弱电解质的电离度进行计算。

　　例4.求25℃时0.1mol·L-1的醋酸溶液的PH值。

　　解题思路：

　　[H+]=c·=0.1×1.32%=1.32×10-3（mol·L-1）

　　∴PH==2.88

　　3.“混合溶液的pH值”的计算，情况比较复杂。常见情况为“等体积混合”：

混合模式

强酸1+强酸2

强碱1+强碱2

强酸+强碱

计算pH混

　　先计算pOH混再计算pH混

先根据反应计算过量物，再按左示模式计算

计算pH混

先计算pH混再计算pH混

　　

ΔpH>3时

pH混=pH小+0.3

pH混=pH大-0.3

　　

例5.pH=2和pH=4的盐酸等体积混合，求混合液的pH值。

　　解题思路：

　　两种pH值不同的盐酸混合后，由于混合溶液的体积增大，因此，在求混合液的[H+]时，应将混合前溶液中的H+的物质的量求出，再由混合液的体积和H+的总物质的量求出[H+]混。进而求出pH混。

　　解：∵pH1=2∴[H+]1=1×10-2mol·L-1

　　pH2=4∴[H+]2=1×10-4mol·L-1

　　∴[H+]混=(1×10-2V1+1×10-4V2)÷(V1+V2)

　　∵V1=V2

　　∴[H+]混=（mol·L-1）

　　∴pH混=

　　例6．0.6mol·L-1的盐酸与0.4mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合，求混合液的PH值。

　　解：HCl+NaOH=NaCl+H2O

　　　　1mol　1mol

　　设盐酸、氢氧化钠的体积为v

　　∴H+的物质的量=0.6v（mol）

　　OH-的物质的量=0.4v（mol）

　　∴盐酸有剩余

　　∴[H+]混=（mol·L-1）

　　∴

　　【能力训练】

　　1．一定温度下，纯水中[H+]和[OH-]的乘积是____；这常数叫____；在酸、碱的稀溶液中存在此常数的原因是___。

　　2．测定溶液PH值的方法很多，通常用①___②___③___。中学常用的酸碱指示剂有___和___，测定溶液PH值较简便的方法是用___，测定溶液PH值精确的方法是用___。

　　3．PH=13的NaOH溶液20mL跟PH=11的Ba(OH)2溶液60mL混合后，溶液的PH值等于___，等体积混合，PH值___。

　　某溶液可使甲荃橙显黄色，酚酞显无色，石蕊显红色，则该溶液的PH值范围是（　　）

　　A．1 8　　　B.1 5　　　C.4.4 5　　　　D.5 8

　　5．c1、c2、、、PH1、PH2分别表示两种一元弱酸的物质的量浓度、电离度和溶液的PH值。如果已知PH1<PH2，且>，则c1和c2的关系（）

　　A．c1>c2　　　　B.c1=c2　　　　C.c1<c2　　　　D.无法确定

　　6．下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比（①∶②∶③∶④）是：①PH=0的盐酸，②0.1mol·L-1的盐酸③0.01mol·L-1NaOH溶液。④PH=11的NaOH溶液。（　　）

　　A.1∶10∶100∶1000　　　　　B.0∶1∶12∶11

　　C.14∶13∶12∶11　　　　　　D.14∶13∶2∶3

　　7．在指定条件下，下列离子能大量共存的是（　　）

　　A．强碱性溶液：K+、Na+、ClO-、S2-

　　B．PH=1的溶液：Fe2+、Na+、I-、

　　C．与Al反应产生H2的溶液：H+、Cl-、、K+

　　D．由水电离出的[H+]=1×10-11mol·L-1的溶液中：Na+、、、

　　[答案和提示]

　　1.1×10-14；水的离子积常数；稀酸、稀碱溶液中的[H+]、[OH-]的乘积不变　　2.①酸碱指示剂；②PH试纸；③PH计。石蕊、酚酞、甲荃橙；PH试纸，PH计

　　3.12.3812.7）

　　4.C　　5.D　　6.A　　　7.B

【作者: 长空星雨】【访问统计:】【2007年05月23日星期三 22:13】【注册】【打印】

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