水的电解和溶液的酸碱性

问题描述:

老师!我对一些弱酸,强酸在某一条件下相同的情况下经行比较的题总是拿不准!望老师能帮我解决这一拦路虎。
1个回答 分类:化学 2013-12-29

问题解答:

我来补答
解题思路: 水的电离
解题过程:
我给你一份资料,希望能帮到你: 水的电离和溶液的pH  一、水的电离
  水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离,其电离方程式为:H2O H++OH
  在一定温度下[H+]与[OH]的乘积是一个常数,即[H+]•[OH]=KW,这个常数Kw叫做水的离子积常数,简称为水的离子积。25℃(常温)时,纯水中[H+]=[OH]=10-7mol·L-1,KW=10-14。   注意:
  (1)水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯水,也适用于其他稀的水溶液。如常温时,稀酸、稀碱和中性溶液里,[H+]和[OH]的乘积都是个常数(10-14),即常温下任何稀的水溶液Kw=10-14
  (2)水的电离是吸热过程,因此升高温度,水的电离平衡向电离方向移动,[H+]和[OH]都增大,使Kw也增大,如100℃时,[H+]=[OH]=10-6mol·L-1,Kw=10-6×10-6=10-12,对于水的离子积Kw,若未注明温度,一般认为在常温下(25℃)。   (3)水的离子积常数揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH共存,只是相对含量不同而已,在回答“某水溶液存在哪些离子”时,不能忽略这一点。   二、影响水的电离平衡的因素    1.温度
  水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡右移,电离程度增大,c(H+)和c(OH-)同时增大,Kw增大,但由于c(H+)和c(OH-)始终保持相等,故仍呈中性。 2.酸、碱
  向纯水中加入酸或碱,由于酸(碱)电离产生的H+(OH-),使溶液中的c(H+)或c(OH-)增大,使水的电离平衡左移,水的电离程度减小。    3.含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐
  在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐,由于它们能跟水电离出的H+或OH结合生成难电离物,使水的电离平衡右移,水的电离程度增大。    4.强酸的酸式盐
  向纯水中加入强酸的酸式盐,如加入NaHSO4,由于电离产生H+,增大c(H+),使水的电离平衡左移,抑制了水的电离。    5.加入活泼金属
  向纯水中加入活泼金属,如金属钠,由于活泼金属能与水电离的H+直接作用,产生氢气,促进水的电离。   三、溶液的酸碱性和pH   1.溶液的酸碱性和pH
  水的离子积常数反映了溶液中c(H+)和c(OH)的相互依存关系,并说明在任何水溶液中都同时存在着H+和OH。室温时溶液的酸碱性可用c(H+)和c(OH)的关系表示如下:
  中性溶液c(H+)=c(OH)=1×10-7mol/L
  酸性溶液c(H+)>c(OH), c(H+)>1×10-7mol/L
  碱性溶液c(OH)>c(H+), c(OH)>1×10-7mol/L
  用负指数来表示稀溶液的酸碱性很不方便,为此采用c(H+)的负对数来表示稀溶液的酸碱性强弱,称溶液的pH,pH=-lg{c(H+)}。
  因为c(H+)×c(OH)=1×10-14
  所以pH+pOH=14
  在酸性溶液中,c(H+)>c(OH), pH<7
  在碱性溶液中,c(OH)> c(H+), pH>7
  从pH的定义知,c(H+)越大,pH越小,溶液的酸性越强。c(OH)越大,c(H+)越小,pH越大,溶液的碱性就越强。   2.pH的适用范围和pH的测定方法
  ①pH的适用范围:pH的取值范围是0-14,即c(H+)≤1mol/L和c(OH) ≤1mol/L的稀溶液可用pH表示其酸碱性的强弱,当溶液的c(H+)或c(OH)>1mol/L时,溶液的酸碱性直接用它们的物质的量浓度来表示。
  ②测定溶液pH的方法:用pH计或pH试纸,pH试纸的使用方法:用玻璃棒把待测试液点在pH试纸中间,把试纸显示的颜色跟标准比色卡对比,来测定溶液的pH。注意,不能将pH试纸润湿,因为这样测得的是待测溶液稀释后的pH。   四、溶液的pH的计算方法   1.简单的酸、碱溶液的pH的计算
  强酸、强碱的溶液的pH:
  强酸:c(酸)→c(H+)→pH
  强碱:c(碱) →c(OH) c(H+)→pH
  如:求0.01mol/L的HCl溶液的pH。
  解:c(H+)=c(HCl)=1×10-2mol/L,
  pH=-lg{c(H+)}=-lg1×10-2=2。
  如:将0.8g NaOH溶于水,配成200mL溶液,求所得溶液的pH是多少?   【分析】n(NaOH)= =0.02mol,   c(NaOH)= =0.1mol/L,   c(H+)= = =1×10-13(mol/L),   故pH=-lg{c(H+)}=-lg1×10-13=13。
  故:由c(OH)=0.1mol/L,
  pOH=-lg{c(OH)}=-lg1×10-1=1,
  由pH+pOH=14,得pH=14-1=13。   2.稀溶液混合后pH的计算
  说明:通常两种稀溶液混合,可认为混合后体积为两者之和。   ①强酸与强酸混合:    →pH   若等体积混合,则有近似规律:混合液pH=pH+0.3(相当于酸稀释,pH增大了0.3)   如:pH=2的HCl溶液和pH=6的H2SO4溶液等体积混合后,pH是多少?   【分析】pH=2的HCl中,c(H+)=1×10-2mol/L,   pH=6的H2SO4中,c(H+)=1×10-6mol/L,   c(H+)= mol/L≈5×10-3mol/L,   pH=-lg5×10-3=lg =2+lg2=2.3   或:应用近似规律计算:pH=pH+0.3=2+0.3=2.3   答案:pH=2.3   ②强碱与强碱混合      若等体积混合,则有近似规律:混合液pH=pH-0.3(相当于碱稀释,pH减小了0.3)。   如:pH=9和pH=11的两种NaOH溶液,等体积混合后,pH是多少?   【分析】pH=9:c(OH)= = =1×10-5(mol/L),   pH=11:c(OH)= = =1×10-3(mol/L),   混合后:c(OH)= =5.05×10-4(mol/L),   c(H+)= = =1.98×10-11(mol/L),   pH=-lg{c(H+)}=-lg1.98×10-11=10.7   或应用近似规律计算,pH=pH-0.3=11-0.3=10.7。   答案:pH=10.7   注意:无论是强酸还是强碱,当两溶液的△pH≤1时,用近似规律计算误差较大。   ③强酸与强碱混合   a.强酸与强碱恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7。   b.酸过量,先求c(H+)= ,再求pH=-lg{c(H+)}   c.碱过量,先求c(OH)= ,再求c(H+)= ,最后求pH.   如:将0.3mol/L的Ba(OH)2溶液50mL与0.02mol/L的H2SO4溶液100mL混合后,求pH是多少?   【分析】n(OH-)=0.3mol/l×0.05L×2=0.03mol,   n(H+)=0.02mol/L×0.1L×2=0.004mol,   n(H+)<N(OH< SPAN>),碱过量。   c(OH)= =0.17mol/L,   pOH=-lg1.7×10-1=1-0.23=0.77,   pH=14-pOH=14-0.77=13.23。   答案:pH=13.23   ④酸碱溶液用水稀释   强酸溶液每稀释10n倍,c(H+)减小为原来的 , pH=pH+n;   强碱溶液每稀释10n倍,c(OH)减小为原来的 ,pH=pH-n;   强酸或强碱溶液无限稀释时,由于水的电离平衡不能忽略,故pH只能接近于7(或约等于7),如pH=6的HCl溶液稀释100倍,混合液pH≈7(不能大于7);pH=8的NaOH溶液稀释100倍,混合液pH≈7(不能小于7)。   弱酸溶液每稀释10n倍c(H+)减小的程度比强酸小,pH<PH< SPAN>+n;   弱碱溶液每稀释10n倍c(OH)减小的程度比强碱小,pH>pH-n;   ⑤酸和碱之和为14,等体积混合   若为强酸与强碱,则pH=7;   若为强酸与弱碱,则pH>7;   若为弱酸与强碱,则pH<7。   ⑥强酸pHa,强碱pHb,等体积混合   若pHa+pHb=14,则溶液呈中性,pH=7;   若pHa+pHb>14,则溶液呈碱性,pH>7;   若pHa+pHb<14,则溶液呈酸性,pH<7。   ⑦强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者体积与pH的关系:   
最终答案:略
 
 
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