内容正文:
考点10 水的电离和溶液的pH
【核心考点梳理】
一、水的电离
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,也可简写为H2OH++OH-。
2.水的离子积常数
(1)水的电离常数:K电离=。
(2)水的离子积常数
Kw=c(H+)·c(OH-)。随着温度的升高,水的离子积增大。在室温下,纯水中的c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1,Kw=1.0×10-14。
(3)适用范围
Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质溶液。
二、溶液的酸碱性与pH
1.比较常温时下列情况中,c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势(选填“增大”或“减小”“1×10-7 mol·L-1”“相等”)
体系
纯水
向纯水中加入少量盐酸
向纯水中加入少量氢氧化钠溶液
c(H+)
1×10-7 mol·L-1
增大
减小
c(OH-)
1×10-7 mol·L-1
减小
增大
c(H+)和c(OH-)的大小比较
相等
c(H+)>c(OH-)
c(H+)<c(OH-)
2.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系(选填“>”“<”或“=”)
c(H+)与c(OH-)的关系
c(H+)的范围(25 ℃)/(mol·L-1)
中性溶液
c(OH-)=c(H+)
c(H+)=1.0×10-7
酸性溶液
c(OH-)<c(H+)
c(H+)>1.0×10-7
碱性溶液
c(OH-)>c(H+)
c(H+)<1.0×10-7
pH=6的溶液不一定显酸性,如100 ℃时蒸馏水的pH=6,但呈中性;pH=7的溶液不一定显中性,如100 ℃时pH=7的溶液呈碱性。
3.溶液的酸碱性与pH
(1)pH
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)
(3)溶液酸碱性的测定方法
①酸碱指示剂法
该法只能测其酸碱性,即pH的大致范围,不能测出具体数值,常见的酸碱指示剂的变色范围(pH):
②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。
③利用pH计测定。pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
(4)pH的应用
①医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。
②人体健康调节:如洗发时人们用的护发素主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。
③环保领域中测定酸性或碱性废水的pH,利用中和反应进行处理。
④在农业生产中调节土壤的pH,更适宜农作物生长。
⑤在科学实验和工业生产中,溶液的pH是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。
【核心归纳】溶液pH的计算思路
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液,如HnA溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg nc。
(2)强碱溶液(常温下),如B(OH)n溶液,设溶质的物质的量浓度为c mol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lg c(H+)=14+lg nc。
2.两强酸混合后pH的计算
由c(H+)混=先求出混合后的c(H+)混,再根据公式pH=-lg c(H+)求pH。若两强酸溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的盐酸等体积混合后,pH=3.3。
3.两强碱混合后pH的计算
由c(OH-)混=先求出混合后的c(OH-)混,再通过Kw求出混合后的c(H+),最后求pH。若两强碱溶液等体积混合,可采用速算方法:混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH=9和pH=11的烧碱溶液等体积混合后,pH=10.7。
4.强酸、强碱混合后溶液pH的计算方法
(1)若强酸、强碱混合恰好完全反应,则混合后溶液中的pH=7(25 ℃)。
(2)若酸过量,直接求反应后溶液中的c混(H+),c混(H+)=。
(3)若碱过量,应先求混合后溶液中的c混(OH-),再求c混(H+),c混(OH-)=,c混(H+)=。
【必备知识基础练】
1.(2023春·上海浦东新·高二华师大二附中校考阶段练习)下列叙述中正确的是
A.某溶液由水电离出来的c(H+)=10-10mol·L-1,则该溶液一定为碱性
B.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性
C.常温下,纯碱溶液的Kw>10-14
D.常温下,将0.2mol·L-1的盐酸加水稀释至体积为原来的两倍,稀释后溶液pH=1
【答案】D
【解析】A.酸或碱都会抑制水的电离,某溶液由水电离出来的c(H+)=10-10mol·L-1,则水的电离被抑制,该溶液可能为酸性或碱性,A错误;
B.95℃纯水的pH