发布时间 : 星期二 文章第二节 水的离子积和溶液pH值更新完毕开始阅读0aaaa6651ed9ad51f01df2a5
电化学基础 备课人：afafa
氢离子浓度之比为1∶10∶100∶1000。
[解答] A
＋－＋－
[小结] 含水的稀溶液中，H与OH共存，H与OH的相对多少决定溶液的酸碱性，但二者浓度的积必为常数；碱性溶液中的c(H) H2O = Kw/c（OH），同理，酸性溶液中的
－＋
c(OH) H2O = Kw/ c（H）。
例2常温下,一定浓度的NaOH溶液与某一浓度的乙酸钠溶液中水的电离度之比为10-7,则这两种溶液的PH值之和为 ( ) A.22 B.21 C.15 D.14
－
[分析]设乙酸钠溶液中水所电离的c(OH) H2O为x摩/升(乙酸钠水解呈碱性,这些OH-均由水
＋
－
10?14电离所得,从而也可求出该溶液中c（H）=摩/升)、NaOH溶液中的水所电离的
x＋
c(H) H2O为y摩/升由题意可知:
＋
y?10?7 x10?1410?1410?14-7-7
PH（和）=-lgy-lg=-lg10x-lg=-(lg10x+lg)=-lg10-21=21
xxx[解答] B
－＋
[小结] 酸溶液由c(OH) H2O反映水的电离情况，碱溶液由c(H) H2O反映水的电离情况；而盐溶液中，无论H还是OH均来自水的电离。
例3常温时，以下4种溶液pH最小的是 （ ）
-1
A．0.01mol ·L醋酸溶液
-- B．0.02mol ·L1醋酸与0.02mol ·L1NaOH溶液等体积混合液
-- C．0.03mol ·L1醋酸与0.01mol ·L1NaOH溶液等体积混合液 D．pH = 2的盐酸与pH = 12的NaOH溶液等体积混合液
[分析]A项中醋酸的酸性最强，pH最小；B项中醋酸和氢氧化钠等物质的量混合后，生成CH3COONa和H2O，溶液呈碱性，pH最大；C项经反应后，醋酸剩余，余下的醋酸浓度
-－
为0.01 mol ·L1，生成的CH3COONa电离产生的CH3COO抑制醋酸的电离，使pH大于A项中的pH；D项pH = 2的盐酸与pH = 12的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性，其pH =7。
[解答] A
[小结] 结合反应后生成的物质进行溶液pH的计算和比较，应注意物质间的相互影响。
＋
－
[综合能力提升]
一. 基础过关
例1下列物质能使水的电离平衡向右移动的是 （ ）
A．HCl B．NaOH C．Na D．C2H5OH
[解析]若能与水电离产生的H+或OH-发生反应，使H+或OH-的浓度减小，则可使水的电离平衡向右移动。HCl 、NaOH在水中完全电离分别产生H+、OH-，根据平衡移动原理，水的电离平衡向左移动。C2H5OH是非电解质。
[答案] C
[点评] 除了Na，还有如Na2O2 、FeCl3等。
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例2有两瓶pH=2的H2SO4和醋酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水。简述如何用最简便的实验方法来判断哪瓶是强酸。
[解析] H2SO4是强酸，醋酸是弱酸，pH值相同的强酸和弱酸，加水稀释同样倍数，由于弱酸继续电离出H+，结果弱酸pH值一定小于强酸。因此用pH试纸检验。
[答案]取两支洁净的试管，各取等体积酸溶液用蒸馏水分别稀释100倍。然后用pH试纸分别测其pH值，pH值变化大的那瓶是硫酸。
[点评]pH值相同的强酸和弱酸溶液中H+的物质的量浓度相同；强酸溶液的物质的量浓度小而一元弱酸物质的量浓度大；与足量的金属锌反应，开始反应速率相等，反应一段时间后，弱酸反应速率大于强酸；稀释相同的倍数后，强酸溶液的PH值比弱酸大；中和相同物质的量浓度的碱溶液，强酸需碱量比弱酸少。
例3对重水(D2O)也可用定义pH一样定义pD=-lg[D+]，现已知重水的离子积为1.6×10-15，发下关于pD的叙述正确的是 ( ) A．中性溶液pD等于7
B．在D2O中溶解0.01molDCl配成1L溶液，则pD等于2.0 C．在D2O中溶解0.01molNaOD配成1L溶液，则pD等于12.0
D．当由重水电离出来的C(D+)等于10-13 mol?L-1时，溶液的pD等于1或13
[解析]A．中性溶液pD等于7.4；C．在D2O中溶解0.01molNaOD配成1L溶液，则pD等于13-lg1.6=12.8；D．当由重水电离出来的C(D+)等于10-13 mol?L-1时，溶液的pD等于-lg0.016(即1.8)或13。
[答案]B
[点评]可与水的电离进行类比。 例4若pH＝3的酸溶液和pH=11的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性，其原因可能是（ ）
A．生成了一种强酸弱碱盐 B．弱酸溶液和强碱溶液反应
C．强酸溶液和弱碱溶液反应 D．一元强酸溶液和一元强碱溶液反应
[解析] A中生成强酸弱碱盐水解应显酸性，但弱碱过量，溶液依然表现出碱性；B则符合条件，表明所用的是较浓的弱酸，且反应后过量；如果酸是强酸，碱是强碱，按题分析，两者恰好完全反应，混合后溶液不可能呈酸性，由此判断选项C不正确。
[答案] B
[点评] 酸和碱溶液混合后所得溶液呈酸性，其原因有下列两种可能：（1）两种溶液恰好完全反应，但参与反应的是弱碱和强酸，生成强酸弱碱盐容易水解而显酸性。（2）酸和碱并没有恰好完全反应，反应以后酸有剩余，因而溶液呈酸性。本题中的氢离子的 浓度只有1×10
-－3
mol ·L1，如果此酸是强酸，它是完全电离的，可见它是一种稀溶液；如果是弱酸，因为它只有少部分电离，则弱酸的浓度可能较大。
二. 能力提升
例5把40毫升Ba(OH)2溶液加入到120毫升盐酸中,所得的溶液的PH值为2。如果混和前Ba(OH)2和盐酸两种溶液PH值之和为14,则盐酸的摩尔浓度接近于 ( )
A.0.015摩/升 B.0.02摩/升 C.0.03摩/升 D.0.04摩/升 [解析]解法一：设盐酸的浓度为Ca,[H+]也为Ca,PH=－lgCa
设Ba(OH)2的浓度为Cb,[OH-]=2Cb,[H+]= 由题意 :
KwKw,PH=－lg 2Cb2Cb电化学基础 备课人：afafa
012.Ca?0.08Cb=0.01---------------①
0.04?012.Kw －lgCa－lg=14-------------------②
2Cb Ca=0.02摩/升
解法二：设Ba(OH)2的PH值为x,则[OH -]=10x-14,而 x+y=14, 所以 [OH-]=10-y
设盐酸的PH值为y,则[H+]为10-y，故－lg[(0.12×10-y－0.04×10-y)/0.16]=2，
10-y=2×10-2摩/升(这就是盐酸的浓度)
[答案] B
[点评]过量计算与酸碱混合溶液的pH计算相结合，思考基点是混和溶液中c(H+)、c(OH-)的大小分析。
例6下列说法正确的是
（ ）
A．pH=2和pH=1的硝酸中c（H+）之比为1：10
2?B．Na2CO3溶液c（Na+）与c（CO3）之比为2：1
C．0.2 mol·L
－1
与0.1 mol·L
－1
醋酸中c（H+）之比为2：1
D．NO2溶于水时，被氧化的n（NO2）与被还原的n（NO2）之比为3：1
2?[解析] pH大于1，c（H+）小于10倍，A对；Na2CO3溶液中CO3水解，c（Na+）：c
2?（CO3）>2：1，B错；醋酸是弱电解质，浓度越大，电离的比例越小，0.2 mol·L
－1
－1
与0.1 mol·L
醋酸中c（H+）之比小于2：1；3NO2 + H2O === 2HNO3 + NO，被氧化的n（NO2）与被还原的n（NO2）之比为2：1，D也错。
[答案]A
[点评]通过离子浓度的比较，考查电离平衡及水解知识的应用。
例7将pH=1的盐酸平均分成2份，1份加适量水，另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为
A．9 B．10 C．11 D．12 [解析] 将pH=1的盐酸加适量水，pH升高了1，10-1×1＝10-2×[1+ V（H2O）]，V（H2O）＝9，说明所加的水是原溶液的9倍；另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH也升高了1，可列式计算：10-1×1－10-1×V（NaOH）= 10-2×[1+ V（NaOH）]，解得V（NaOH）＝9/11，则加入的水与NaOH溶液的体积比为11：1。
[答案] C
[点评]考查了强酸稀释与强酸强碱混合溶液的pH计算。
例8 A、B两种物质都是由氢、氮、氧、钠四种元素中的任意三种元素组成,它们的水溶液分别呈酸性或碱性。在相同温度下,A溶液的PH值大于相同浓度的B溶液的PH值(溶液浓度不小于10-5摩/升),请找出A与B可能有的两种组合,并且要求当这两种组合中的B溶液的PH值相等时,第一种组合的B溶液中水的电离度小于第二种组合的B溶液中水的电离度。 (1)写出可能有的两种组合中A与B的化学式 ；
(2)说明PH值相等时,第一种组合中的B溶液中水的电离度比第二种组合的B溶液中水的电离度小的原因 ；
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(3)在上述的第一种组合中,若A、B的物质量的浓度、温度都相同,设A溶液中的水的电离度为?1,B溶液中的水的电离度为?2,那么?1和?2的关系是 。
[解析] A、B两种物质，它们的水溶液分别呈酸性或碱性。相同温度下,A溶液的PH值大于相同浓度的B溶液的PH值，可能是碱或酸，也可能是盐水解后表现出酸、碱性。而这两种组合中的B溶液的PH值相等时,第一种组合的B溶液中水的电离度小于第二种组合的B溶液中水的电离度，说明第一组抑制了水的电离，应为酸或碱；第二组促进了水的电离，应为可水解的盐。 [答案] (1)第一种组合:A.NaOH；B.HNO3
第二种组合:A.NaNO2；B.NH4NO3
(2)第一种组合中,B电离出来的氢离子抑制了水的电离,而第二种组合中B是铵盐, 它电离出来的铵根离子在水中发生水解,从而促进了水的电度。
（3）?1=?2
[点评] 影响水的电离的因素页：8
1．加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变； 2．加入某些盐，促进水的电离，Kw不变； 3．电离过程是一个吸热过程，升高温度，促进水的电离，水的离子积增大。
三. 综合创新 例9将磷酸溶液逐滴加到60毫升的Ba(OH)2溶液中,其溶液的PH值与所加磷酸之间的关系如图所示(溶液的总体积看作是各部分简单的加和),则下列说法正确的是( )
A.磷酸的物质的量的浓度是0.05摩/升
B.PH值为7时,生成沉淀1.2克
C.PH值为P时,生成沉淀的质量是0.24克 D.PH值为P时,溶液中的[OH-]为0.045摩/升
[解析]由于Ba(OH)2溶液的PH值为13,可求得它的物质的量的浓度为0.05摩/升,所以它的物质的量=0.05×0.06=0.003摩尔,从Ba(OH)2与磷酸的反应关系式3Ba(OH)2～2H3PO4可知,要使它与磷酸反应成中性,共需磷酸的物质的量为0.002摩尔,当PH值为P时,从图中可以看
2出消耗的磷酸的物质的量为总量的25,却0.002×5=0.0008摩尔,生成Ba3(PO4)20.0004摩尔,
质量为0.24克。
[答案] C
[点评]结合图像，读懂溶液pH的变化，找到物质间反应的量的关系，从而进行计算。