2022年已整理版水的电离和溶液的PH知识点例题 .pdf

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1、学习必备欢迎下载水的电离和溶液的pH 1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2难点聚焦一、水的电离及离子积常数水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离：H2O+H2OH3O+OH简写为H2O H+OH（正反应为吸热反应）其电离平衡常数：Ka = OHOHH2-水的离子积常数：Kw=H+OH- 250C 时 Kw =1.0 10-14 mol2 L-2水的离子积与温度有关，温度升高Kw 增大 。如 1000C 时 Kw =1.0 1

2、0-12 mol2 L-2 . 无论是纯水还是酸、碱,盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw 。二、影响水的电离平衡的因素酸和碱：酸或碱的加入都会电离出H+或 OH-,均使水的电离逆向移动,从而抑制水的电离。温度：由于水的电离吸热，若升高温度，将促进水的电离，H+与OH-同时同等程度的增加，pH变小，但 H+与OH-始终相等，故仍呈中性。能水解的盐：不管水解后溶液呈什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大。其它因素：如向水中加入活泼金属，由于活泼金属与水电离出来的H+直接作用，使 H+减少，因而促进了水的电离平衡正向移动。三、溶液的酸碱性及pH 的值溶液的酸碱性，取决于溶液中H+、O

3、H的相对大小： pH 值的大小取决于溶液中的H+大小pH=lgH+，溶液酸碱性H+与OH关系任意温度室温（ mol/L ）pH 值（室温）酸性H+OH H+11077 中性H+=OH H+=OH=1 107 =7 碱性H+OH H+ 1与 1077 （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. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 10 页学习必备欢迎下载（2）任意水溶液中H+ 0，当 pH=0 时H+=1mo

4、l/L ，一般 H+1mol/L 时， pH0，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 1014H+=OH=107mol/L 溶液呈中性pH=pOH=21pKw=7 （4）溶液 pH 的测定方法：酸碱指示剂-只能判定pH 范围pH 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试纸。否则相当于又稀释了待测液，测定结果误差大。pH 计-测定较精确 . 四、 pHpH 实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度，如 1%的硫

5、酸 溶液或 1%的碱溶液，但是当水溶液的酸碱度很小很小时，如果再用百分浓度来表示则太麻烦了，这时可用pH 来表示。pH 的应用范围在0-14 之间。溶液 PH计算的整体思路是：根据PH的定义 PH= lgc(H+) ，溶液 PH计算的核心是确定溶液中的c(H+)相对大小。（一）单一溶液的PH的计算若该溶液是酸性溶液，必先确定c(H+) ，再进行PH的计算。若该溶液是碱性溶液，必先确定c(OH-) ，可根据 c(H+) c(OH-)=Kw换算成 c(H+)，再求 pH 。例 1、求室温下1.0 10-3mol/L 的 Ba(OH)2溶液的 pH。解析： 由题意 c(OH-)=2.0 10-3mo

6、l/L ， c(H+) c(OH-)=Kw，c(H+)= Kw/ c(OH-)=5.0 10-12mol/L ，pH=lgc(H+)= lg5.0 10-12=11.3 。（二）溶液混合后的PH的计算两种溶液混合后，首先应考虑是否发生化学变化，其次考虑溶液总体积变化，一般来说溶液的体积没有加和性，但稀溶液混合时，常不考虑混合后溶液的体积的变化，而取其体积之和（除非有特殊说明）。1、两强酸混合后的pH的计算先求混合后的c(H+)混，再直接求PH 。即： c(H+)混= c(H+)1V1+ c(H+)2V2/ （V1+ V2）。例 2、pH=4的盐酸和pH=2的盐酸等体积混合后，溶液的PH最接近于

7、（）A2.0 B. 2.3 C. 3.5 D. 3.7 解析： 由题意 PH=4的盐酸， c(H+)1=1.010-4mol/L ；PH=2的盐酸， c(H+)2=1.010-2mol/L 。 c(H+)混=（1.0 10-4mol/L V +1.0 10-2mol/L V）/2V=5.0 10-3mol/L ，PH= 2.3 。故应选B。2、两强碱混合后的pH的计算先求混合后的c(OH-)混，再间接求pH。即： c(OH-)混= c(OH-)1V1+ c(OH-)2V2/ （ V1+ V2）。知识拓展0.3 规则（近似规则）精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 -

8、- - - - - -第 2 页，共 10 页学习必备欢迎下载若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其 PH相差 2 个或 2 个以上时， 混合液的PH有如下近似规律：两强酸等体积混合时，混合液的PH=PH小+0.3 ；两强碱等体积混合时，混合液的PH=PH大0.3 。如上述例2 若用 0.3 规则，就很方便，混合液的PH= PH小+0.3=2+0.3= 2.3。3、强酸与强碱溶液混合后的PH的计算根据 n(H+) 与 n(OH-) 的相对大小先判断酸、碱的过量情况。强酸与强碱恰好完全反应，溶液呈中性，PH=7 。若酸过量，溶液呈酸性，n(H+) n(OH-) ，c(H+)混= n(H+)

9、 n(OH-)/V总。若碱过量，溶液呈碱性，n(OH-) n(H+) ，c(OH-)混= n(OH-) n(H+)/V总，再求出c(H+)混。例 3、60ml0.5mol/LNaOH 溶液和 40ml0.4mol/L硫酸混合后，溶液的PH最接近于（）A. 0.5 B. 1.7 C. 2 D. 13.2 解析： 由题意知，酸碱中和反应后，酸过量，c(H+)混= n(H+) n(OH-)/V总=（0.032mol 0.03mol ）/0.1L=0.02mol/L，PH=1.7，故应选B 。4、若未标明酸碱的强弱，混合后溶液PH不定，应分析讨论。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

10、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。下面把常见的几种情况分列出来. 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pH7（由生成的强碱弱酸盐水解决定）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pH7 （由生成的强酸弱碱盐水解决定）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）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）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pH7。 （考虑酸有强弱之分，若

11、分弱酸，制反应后酸过量）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pH7（同理，弱碱过量）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 .例 4、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（）APH=3的硝酸和PH=11的氢氧化钠溶液BPH=3的盐酸和PH=11的氨水CPH=3的硫酸和PH=11的氢氧化钠溶液DPH=3的醋酸和PH=11的氢氧化钠溶液精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 10 页学习必备欢迎下载解析： A、C两选项为强酸与强碱的混合，且PH1

12、+ PH2=14，则溶液呈中性，PH=7 。B选项为强酸与弱碱的混合，且PH1+ PH2=14，则溶液呈碱性，PH 7。D选项为弱酸与强碱的混合，且PH1+ PH2=14，则溶液呈酸性，PH 7。故应选 D。注意：在相关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量”。五、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。在稀释弱酸或弱碱过程中有浓度的变

13、化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。如PH=3的醋酸溶液，稀释100 倍，稀释后3PH 5；PH=10的氨水，稀释100 倍，稀释后8PH10；PH=3的酸溶液，稀释100 倍，稀释后3PH 5； PH=10的碱溶液，稀释100 倍，稀释后8PH 10。例如等 pH 值的盐酸和醋酸，氢氧化钠和氨水分别加水稀释。溶液的pH 值变化，图示如下：强酸弱酸稀释强、弱碱稀释注意：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. 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 7 例 1、室温时将PH=5的硫酸溶液稀释1

14、000 倍后，则c(H+):c(SO42-) 是（）A. 2:1 B. 21:1 C. 20:1 D. 22:1 解析： PH=5时， c(H+)酸=110-5mol/L ，c(SO42-)=510-6mol/L ，稀释 1000 倍后，由硫酸电离出的c(H+)酸=110-8mol/L ，c(SO42-)=510-9mol/L ，考虑水的电离受硫酸的抑制，设水电离出的c(H+) 为 xmol/L ，故水电离出的c(OH-) 也为 xmol/L ， 根据水的离子积在室温时为一常量，得方程 (x+10-8) x=10-14， 解 x=9.510-8，故 c(H+):c(SO42-)=c(H+)酸+

15、c(H+)水: c(SO42-)=10.5 10-8mol/L: 5 10-9mol/L=21:1 ，故应选B。例 2、PH=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液，用蒸馏水稀释100 倍，二者的PH的关系是（）A氨水的 PH大于氢氧化钠的PH B氨水的PH小于氢氧化钠的PH C都比原来小 D氨水比原来的大，氢氧化钠比原来的小解析： 氨水为弱碱， 氢氧化钠为强碱，稀释 100 倍之后， 氨水的 9PH 11，而氢氧化钠溶液的PH=9 。故选 A、C 。7HClpH32HACV2OHNaOH7NH pHOHVHO2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

16、 4 页，共 10 页学习必备欢迎下载六、溶液中由水电离出的 H+水与OH-水先求出溶液中的H+和OH H2O H+OH由此式可看出 H+水=OH-水酸和碱会抑制水的电离，所以在酸碱溶液中 H+水=OH-水=H+、OH中的小数值能水解的盐会促进水的电离，所以在能水解的盐溶液中 H+水=OH-水=H+、OH中的大数值例：250C 时，求以下溶液中的 H+水、OH-水pH =4 的盐酸溶液中， H+水OH-水pH =4 的氯化铵溶液中， H+水OH-水pH =10 的氢氧化钠溶液中， H+水OH-水pH =10 的碳酸钠溶液中， H+水OH-水例 1：在 pH 为 3 的 FeCl3溶液， pH

17、为 11 的 Na2CO3溶液和 pH 为 3 的盐酸中由水电离出来的H的浓度分别为： C1、C2、C3它们之间的关系是A C1C2C3BC1C2C3C C1C2C3D无法判断答案： B 例 2、25 时，某溶液中由水电离出来的H的浓度为110amol/L ，以下说法正确的是() A a7 时，水的电离一定受到促进B a7 时，溶液的pH 为 a 或 14aD ac(SO42)c(H)c(OH) 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、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、H2SO4解析 ：由水电离

18、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，则此溶液显精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 10 页学习必备欢迎下载酸性，为酸性物质电离所致。NH4Cl 不可能电离产生H+。解答： C 变式训练：某溶液中水电离产生的C(H+)=10-3mol/L ，,该溶液中溶质可能是（）Al2(SO4)3NaOH NH4Cl NaHSO4A、B、C、D、【例 5】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)C(

19、OH)的操作是（）（1）将水加热煮沸（2）向水中投入一小块金属钠（3）向水中通CO2 （4）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体（ 6）向水中加入NaHCO3固体 （ 7）向水中加NaHSO4固体A、 （1） （3） （6） （7）B、 （1） （3） （6）C、 （5） （7）D、 （5）解析 ：本题主要考查外界条件对水的电离平衡的影响，请按如下思路完成本题的解：本题涉及到哪些条件对水的电离平衡的影响？各自对水的电离平衡如何影响？结果任何（C(H+)与 C(OH)相对大小）？归纳酸、碱、盐对水的电离平衡的影响。解答 ： D 【例 6】室温下，在pH12 的某溶液中，分别有甲、乙、丙、丁四

20、位同学计算出由水电离出的c(OH)的数据分别为：甲：1.0107 mol/L ；乙： 1.0106 mol/L ；丙： 1.0102 mol/L ；丁： 1.01012 mol/L 。其中你认为可能正确的数据是() A甲、乙B乙、丙C丙、丁D乙、丁解析： 如果该溶液是一种强碱(例如 NaOH) 溶液，则该溶液的OH首先来自于碱 (NaOH) 的电离，水的电离被抑制，c(H) 11012 mol/L ，所有这些H都来自于水的电离，水电离时当然同时提供相同物质的量的 OH，所以丁是对的。如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液，则该溶液之所以呈碱性是由于盐中弱酸根水解的缘故。水解时， 弱酸根离子与水反应生成

21、弱酸和OH，使溶液中 c(OH)c(H)，溶液中的OH由水电离所得，所以丙也是正确的。答案： C 【例 7】25在某物质的溶液中，由水电离出的H浓度为 1 10a mol/L ，下列说法不正确的是()Aa7 时，水的电离受到促进Ba 7时，水的电离受到抑制Ca7 时，溶液的pH 可能为 aDa7 时，溶液的pH 一定为 14a答案： D 知识点四： pH的定义方法【例 8】 、下列溶液，一定呈中性的是（）A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液B.H+=1 10-7mol L-1的溶液C.pH=14-pOH 的溶液D.pH=pOH 的溶液解析：此题要求将教材中定义p

22、H 方法迁移应用于表示pOH 以及 pH 与 pOH 的关系，根据 pH 的定义方法，可定义pOH= lgC(OH) ，将室温下水的离子积的表达式C(H+) C(OH)=1014两边取负对数， lgC(H+)lgC(OH)= lg1014，整理得pH+pOH=14 。应用所得关系式分析可得答案。解答 ：D 点评 ：pOH= lgC(OH)、pH+pOH=14 两个关系式及其应用均不在教学大纲和考纲范围内，我们不一定要精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 10 页学习必备欢迎下载掌握，但将教材中的知识、方法加以迁移应用，进行探究

23、发现是教学大纲和考纲提出的能力要求。为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度（AG ）的概念， AGOHcHclg，则下列叙述正确的是A 中性溶液的AG0 B 酸性溶液的AG0 C 常温下 0.lmol/L 氢氧化钠溶液的AG 12 D 常温下 0.lmol/L 盐酸溶液的AG12 答案： D 知识点五：溶液pH的计算【例 9】室温下将n 体积 pH=10 和 m 体积 pH=13 两种 NaOH 溶液混合得pH=12 的 NaOH 溶液，则 n：m=解析 ：此题是关于两种不反应的溶液混合后溶液pH 值的计算，根据混合前后溶质(NaOH)量守恒，列式求解解答： pH=10 C(H+)=10-

24、10mol/L C(OH) =10-4mol/L pH=13 C(H+)=10-13mol/L C(OH) =10-1mol/L pH=12 C(H+)=10-12mol/L C(OH) =10-2mol/L 10-4 n + 10-1 m = (n+m) 10-2n ：m = 100 ：11 规律： 有关混合溶液的pH 计算，题设条件可千变万化，正向、逆向思维，数字与字母交替出现，但基本题型只有两种： （1）混合后不反应， （2）混合后反应。对于溶液的稀释，可将水作为浓度为0 的溶液，仍属混合后不反应一类，这一类混合溶液的pH 应介于两种溶液的pH 之间，因而酸、碱溶液无论加多少水稀释，其最

25、终pH 均不可能等于纯水的pH（即常温不可能为7） 。混合溶液pH 的计算方法也很简单，即设法求出混合溶液的C(H+)，若是溶液显碱性，则必须先求出溶液的C(OH)，然后再换算为C(H+)或按 OH量守恒列式求解。【例 10】在 25时，向 1 体积 pH x 的盐酸中加入10 体积 pHy 的氢氧化钠溶液，若所得溶液中c(Na)c(Cl)，则此时 (xy)为 () A13 B14 C15 D无法计算解析： 据反应后所得溶液中c(Na)c(Cl) ，可知c(H) c(OH) ，溶液呈中性，则： 1 10 x 1010y1410y13，即xy 13，得xy13。答案： A【例 11】25oC，若

26、 10 体积的某强碱溶液与1 体积的某强酸溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该碱的 pH 与强酸的pH 之间该满足的关系是_ 分析 ：由题意知，本题为酸、碱混合后完全中和，根据中和反应的实质可知，酸中n(H+)与碱中n(OH-)相等，故有C(H+)酸 V 酸 = C(OH-)碱 V 碱，由此关系列式可求得结果。解答 ：设酸的 pH 为 a， C(H+)酸 =10-a，碱的 pH 为 b，C(OH-)碱=10-14 / 10-b=10- (14 - b)因为混合后溶液呈中性，所以C(H+)酸 V 酸 = C(OH-)碱 V 碱10-a V = 10 - (14 - b) 10V = 10 -

27、(13 - b) V 10-a = 10 - (13 - b)两边取负对数：-lg10-a = -lg10 - (13 - b)，a=13-b a+b=13 即酸的 pH 与碱的 pH 之和为 13 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 10 页学习必备欢迎下载【例 12】在 t时，某NaOH 稀溶液中， c(H)10a mol/L ，c(OH)10b mol/L ，已知 ab 12，则(1)该温度下水的离子积常数KW_。(2)该 NaOH 溶液的物质的量浓度的精确值是_mol/L 。(3)在该温度下， 将 100 mL 0.

28、1 mol/L 的稀硫酸与100 mL 0.4 mol/L 的 NaOH 溶液混合后， 溶液的 pH_。解析： 由c(H) 10a mol/L ，c(OH)10b mol/L和ab12，可知KWc(H) c(OH) 1012；该 NaOH 溶液的物质的量浓度的精确值是溶液的c(OH)与水电离的c(OH) 之差， 即 10b10a；在该温度下，将100 mL 0.1 mol/L的稀硫酸与100 mL 0.4 mol/L的 NaOH 溶液混合后，NaOH 过量，c(OH) 0.1 L 0.4 mol/L0.1 L 0.2 mol/L0.2 L101mol/L ，KWc(H) c(OH) 10 12，则c(H)1011mol/L ，进一步求出溶液的pH 11。答案： (1)10 12(2)10b10a(3)11 例 13 现有等 pH或等物质的量浓度的盐酸和醋酸溶液，分别加入足量镁，产生H2的体积 ( 同温同压下测定) 的变化图示如下：其中正确的是()A B C D都不对【错因分析】错选 A，将V(H2) 看成了反应速率；错选B，是对“等pH与等物质的量浓度”两个概念区别不清，对溶液中c(H ) 不清楚。【答案】D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 10 页