水的电离程度与什么有关（水的电离和溶液的 pH）

学习目标

1.认识水的电离存在电离平衡，了解水的电离平衡的影响因素，知道水的离子积常数，会分 析水的电离平衡移动。

2.通过分析、推理等方法知道溶液 pH 的概念、溶液酸碱性与 pH 的关系，建立溶液酸碱性 判断的思维模型。

知识导学

知识点 1 水的电离

1．水的电离

(1)水是一种极弱的电解质

(2)水的电离方程式为 H2O＋H2O H3O ＋＋OH －，简写为 H2O H ＋＋OH －。

(3)水的电离是吸热过程。

2．水的离子积

3．外界条件对水的电离平衡的影响

分析下列条件的改变对水的电离平衡 H2O H ＋＋OH － ΔH>0 的影响，并填

例 1．常温下，某溶液中由水电离出来的 c(H ＋ )＝1.0×10－11 mol·L －1，该溶液可能是________。 ①二氧化硫的水溶液 ②氯化钠水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液

例 2．某温度下，纯水的 c(H ＋ )＝2×10－7 mol·L －1，则此时纯水的 c(OH － )为________。若温 度不变，滴入稀盐酸使 c(H ＋ )＝5×10－4 mol·L －1，则溶液中 c(OH － )为________，此时温度 ______(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。

温馨提示

(1)25 ℃时，Kw＝1.0×10－14，不仅适用于纯水(或其他中性溶液)，也适用于酸、碱、盐的稀 溶液。

(2)在不同溶液中，c(H ＋ )、c(OH － )可能不同，但任何溶液中由水电离出的 c 水(H ＋ )与 c 水(OH － ) 一定相等。Kw＝c(H ＋ )·c(OH － )中，c(H ＋ )、c(OH － )均指整个溶液中所有 H ＋和 OH －的总物质的 量浓度。

(3)Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大。

(4)室温下，由水电离出的 c 水(H ＋ )或 c 水(OH － )＜10－7 mol·L －1时，可能是加酸或加碱抑制了 水的电离。

知识点 2 溶液的酸碱性与 pH

1．25 ℃时，分析下列溶液的氢离子和氢氧根离子浓度

2.溶液的酸碱性与氢离子、氢氧根离子浓度的关系

(1)任何水溶液中都有 H ＋和 OH －。

(2)溶液的酸碱性取决于溶液中 c(H ＋ )、c(OH － )的相对大小

3．溶液的 pH 与 c(H ＋ )及酸碱性的关系

温馨提示

1.pH 计算公式中 c(H ＋ )： 若强酸溶液：c(H ＋ )＝n·c(HnA)

2.若强碱溶液：c(H ＋ )＝ Kw cOH － ＝ Kw n·c[BOHn]

4．溶液酸碱性的测定方法

(1)利用 pH 试纸测定。使用 pH 试纸的正确操作为取一小块 pH 试纸于干燥洁净的玻璃片或 表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比 色卡对照，读出 pH。

①广泛 pH 试纸：其 pH 范围是 1～14(最常用)，可以识别的 pH 差约为 1。

②精密 pH 试纸：可判别 0.2 或 0.3 的 pH 差值。

③专用 pH 试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用 pH 试纸

(2)用 pH 计测量。

pH 计也叫酸度计，该仪器可精密测量溶液的 pH。其量程为 0～14.

5．pH 的应用

pH 在医疗、生活、环保、农业生产和科学实验中都有重要的应用。溶液 pH 的控制常常是 影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。

例 1．按照要求填空： 常温下，0.05 mol·L －1的硫酸溶液的 pH＝______。 常温下，0.001 mol·L －1的氢氧化钾溶液的 pH＝_____。 常温下，pH＝12 的 Ba(OH)2的浓度是______ mol·L

例 2．某同学在实验室测某溶液的 pH。实验时，他先用蒸馏水润湿 pH 试纸，然后用洁净干 燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。

(1)该学生的操作是否正确？________(填“正确”或“不正确”)。如不正确，请分析是否一 定有误差：
______________________________。

(2)若用此法分别测定 c(H ＋ )相等的盐酸和醋酸溶液的 pH，误差较大的是________，原因是
________________________________________________________________________。

(3)不能用广泛 pH 试纸测定新制氯水的 pH，因为新制氯水有__________，可以用______测 定

归纳总结

测溶液 pH 时的三注意

(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液，也不能将 pH 试纸先用水润湿，否则会将溶液稀释，可 能导致所测定的 pH 不准确，使酸性溶液的 pH 变大，碱性溶液的 pH 变小，但中性溶液不 受影响。

(2)若某溶液具有漂白性，则不能用酸碱指示剂测定该溶液的酸碱性，也不能用 pH 试纸测定 其 pH。

(3)pH 试纸不能测 c(H ＋ )>1 mol·L －1或 c(OH － )>1 mol·L －1的溶液的 pH

知识点 3 溶液的稀释与 pH

1．酸碱溶液稀释时 pH 的变化图像

(1)pH 相等的酸或碱溶液稀释后溶液 pH 的变化示意图

(2)c 相等的酸或碱溶液稀释后溶液 pH 的变化示意

可以看出无论是 c 相等还是 pH 相等，加水稀释相同倍数 pH 变化大的都是强酸或强

2．酸碱溶液稀释时 pH 的变化

例 1．浓度均为 0.10 mol·L －1、体积均为 V0的 MOH 和 ROH 溶液，分别加水稀释至体积 V， pH 随 lg V V0 的变化如图所示。下列叙述错误的是( )

A．MOH 的碱性强于 ROH 的碱性

B．ROH 的电离程度：b 点大于 a 点

C．若两溶液无限稀释，则它们的 c(OH － )相等

D．当 lg V V0＝2 时，若两溶液同时升高温度，则 cM ＋  cR ＋  增大

例 2．常温下，按要求完成关于溶液稀释的问题。

(1)将 1 L 0.1 mol·L －1的 Ba(OH)2溶液加水稀释为 2 L，pH＝________。

(2)pH＝4 的 H2SO4溶液加水稀释 100 倍，溶液中由水电离产生的 c(H ＋ )＝________。 (3)体积相同、pH 均为 3 的盐酸和醋酸，加入水稀释至 a mL 和 b mL，测得稀释后溶液的 pH 均为 5，则 a______(填“>”“<”或“＝”)b。

(4)pH＝5 的硫酸稀释 10 000 倍后，c(H ＋ )∶c(SO2－ 4 )＝________。

知识点 4 pH 的计算

1．单一溶液 pH 的计算

2.混合溶液 pH 的计算

例 1．(1)常温下，有 0.01 mol·L －1的三种溶液： a．HCl b．NaOH c．NaHSO4 解答下列问题： ①三种溶液中水电离的 c(H ＋ )＝
___________________________________________________。

②三种溶液的 pH 分别是：a.__________，b._________________，c．__________。

(2)25 ℃某溶液由水电离出的 c(H ＋ )＝1×10－12mol·L －1，请探究该溶液的 pH 可能是________。

例 2．(1)常温下，pH 均为 2 的稀盐酸与稀硫酸等体积混合后，pH＝______。

(2)常温下 pH 均为 3 的稀盐酸与醋酸等体积混合后，pH＝______。

(3)常温下，将 pH＝8 和 pH＝10 的两种强碱溶液等体积混合，溶液的 pH 是_______(已知 lg 2＝0.3)。