第三章 水溶液中的离子平衡

2023年4月21日

第二节 水的电离和溶液的酸碱性 (2)

讨论：溶液的酸碱性跟 H+ 和 OH- 浓度有什么关系？常温下， 25℃ 时

[H+] = [OH-]

[H+] ＞ [OH-]

[H+] ＜ [OH-]

中性溶液 [H+] = 1×10—7mol/L [OH-] = 1×10—7mol/L

酸性溶液 [H+] ＞ 1×10—7mol/L[OH-] ＜ 1×10—7mol/L

碱性溶液 [H+] ＜ 1×10—7mol/L[OH-] >1×10—7mol/L

讨论： KW100℃=10-12

在 100 ℃ 时，纯水中 [H+] 为多少？[H+] ＞ 1×10—7mol/L 是否说明 100 ℃ 时纯水溶液呈酸性？

不能用 [H+] 等于多少来判断溶液酸、碱性，只能通过两者相对大小比较

二、溶液的酸碱性与 pH 值1. 定义：化学上常采用 H+ 的物质的量浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。2. 表示方法： pH= - lg c(H+)

如： [H+] = 1×10—7mol/L ， pH=－ lg10—7 ＝ 7.0　　 [H+] = 1×10—5mol/L ， pH=－ lg10—5 ＝ 5.0　　 [H+] = 1×10—9mol/L ， pH=－ lg10—9 ＝ 9.0

注意：当溶液中 [H+] 或 [OH-] 大于 1mol 时，不用 pH 表示溶液的酸碱性。

3. 溶液的酸碱性与 pH 值的关系 ( 常温 ,25℃ 时 )

酸性溶液： c （ H+ ） >c （ OH— ） pH<7

中性溶液： c （ H+ ） =c （ OH— ） pH=7

碱性溶液： c （ H+ ） <c （ OH— ） pH>7

注意 :pH=0 并非无 H+ ，而是 c （ H+ ） =1mol/L ，pH=14 并非无 OH - ，而是 c （ OH - ） =1mol/L

pH 值有关判断正误

1 、一定条件下 pH 值越大，溶液的酸性越强。2 、强酸溶液的 pH 值一定小3 、 pH 值等于 6 的溶液，一定是一个弱酸体系。4 、 pH 值相同的强酸和弱酸中 [H+] 相同。5 、在常温下， pH=0 的溶液酸性最强， pH=14 的溶液碱性最强6 、 pH 值有可能等于负值。7 、常温下，由水电离出的 [H+]=10-12mol/L ，则溶液 pH 定为 12

8 、相同体积和 pH 值的盐酸，醋酸、硫酸中 H+ 的物质的量相等

××

×× ××

××

××√√

√√

√√

有关溶液 pH 的计算：1 、简单计算（单一溶液）（ 1）强酸溶液：如酸 HnA ，设浓度为 Cmol/L ，则：

C （ H+ ） =nCmol/L ， pH=-lgnC

（ 2）强碱溶液：如碱 B（ OH ） 2 ，设浓度为 Cmol/L ，则：

C （ OH- ） =n Cmol/L ， C(H+)=Kw/C(OH-) ， pH=-lgC(H+)

三、有关 pH 的计算

1 ）、甲溶液的 pH ＝ 3 ，乙溶液的 pH ＝ 1 ，则甲溶液中 c(H+) 与乙溶液中 c(H+) 之比为（ ）A 、 100 B 、 1/100 C 、 3 D 、 1/3

pH 相差 a ， c(H+) 相差 10a

B

2 ）、下列溶液在常温下酸性最强的是 （ ）A 、 pH=4 的溶液 B 、 1L 溶液里溶有 22.4mL(STP)HCl 的溶液C 、 c(OH-) 10-12mol/L 的溶液 D 、 c(H+) =10-3mol/L 的溶液

Ｃ

3 ）、 pH=0 的溶液，下列叙述正确的是（ ） A 、是酸性最强的溶液 B 、与 0.5mol/L H2SO4 溶液中 c(H+) 相同 C 、 c(H+) ＝ 0 的溶液 D 、与 1mol/L CH3COOH 溶液中 c(H+) 同

Ｂ

有关溶液 pH 的计算：

2. 强酸、强碱的稀释：例 1. 0.001 mol/L 盐酸的 pH =____ ，加水稀释到原来的10 倍， pH=___ ，加水到原来的 103 倍， pH =___, 加水到原来的 104 倍 pH= _____, 加水到原来的 106 倍， pH=______例 2. pH=10 的 NaOH 溶液加水稀释到原来的 10 倍，则

溶液的 pH=_____ ， pH=10 的 NaOH 溶液加水稀释到原来的 102 倍，则溶液的 pH=_______

34 6

98

pH=10 的 NaOH 溶液加水稀释到原来的 103 倍，则溶液的 pH=___ ， pH=10 的 NaOH 溶液加水稀释到原来的 105 倍，则溶液的 pH=___

接近 7

接近 7

接近 7

接近 7

注意： pH=6 或 8 时，不可忽略水的电离，只能接近7 ，酸碱溶液无限稀释， pH 只能约等于 7 或接近 7 ：酸不能大于 7 ；碱不能小于 7

结论：强酸 ( 碱 ) 每稀释 10 倍， pH 值向 7 靠拢一个单位。

3. 弱酸、弱碱的稀释例 3. pH=3 的 HAc 加水稀释到原来 10 倍，溶液的 pH值范围 _________ ；

pH=12 氨水加水稀释到原来 10 倍，溶液的 pH 值范围___________ 。 

结论：弱酸 ( 碱 ) 每稀释 10 倍， pH 值向 7 靠拢不到一个单位；

3~4

11~12

4. 两种 pH 值不同的同种强酸（碱）溶液等体积混合

例 4. pH=10 和 pH=8 的两种 NaOH 溶液等体积混合，求混合溶液的 pH 值。

例 5. pH=2 和 pH=5 的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的 pH 值

先计算 C （ OH- ）的值，再计算 C（ H+ ），最后求 pH 值。

先计算 C （ H+ ），后求 pH 值。

结论： 1. 两种强酸溶液等体积混合，溶液的 pH 值等于浓溶液的 pH 加 0.3 。

 总结论： 两种强酸（碱）溶液等体积混合，溶液的 pH 值以原浓溶液的 pH 向 7 靠拢 0.3 个单位。

2. 两种强碱溶液等体积混合，溶液的 pH 值等于浓溶液的 pH 减 0.3 。

例 8. 0.1L pH=2 盐酸和 0.1L pH=11 的 NaOH 溶液相混合，求混合后溶液的 pH 值。   例 9. pH=2 盐酸和 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液等体积相混合，求混合后溶液的 pH 值。

5 、强酸、强碱溶液的混合

酸过量，先求 C （ H+ ），后求 pH 值

完全反应，混合液的 PH=7

例 10. 把 pH=13 的 NaOH 溶液和 pH=2 的 HCl 溶液等体积混合后，求混合后溶液的 pH 值 .

碱过量，先求 C （ OH- ）再计算 C （ H+ ），最后求 pH 值。

3 、 pH1+ pH2>14 的强酸强碱等体积混合后（显碱性）pH 混 = pH 碱 -0.3 （酸稀碱浓）

方法： 1 、先反应

2 、按过量的计算，若酸过量，求 c （ H+ ），再算 pH值。

若碱过量，先求 c （ OH- ），后求 c （ H+ ），再算 pH值结论：

1 、 pH1+ pH2<14 的强酸强碱等体积混合后，（显酸性） pH 混 = pH 酸 +0.3 （酸浓碱稀）

2 、 pH1+ pH2=14 的强酸强碱等体积混合后 , （显中性） pH 混 = 7

强酸 (pH1) 与强碱 (pH2) 混合呈中性 , 体积比与 pH 关系 :

设，体积分别为 V 酸、 V 碱，则有：

V 酸： V 碱 =10pH1+pH2-14:1则有：

⑴pH1+pH2=14 V 酸： V 碱 =1

⑵ pH1+pH2 ＞ 14 V 酸： V 碱＞ 1 （酸稀碱浓）

⑶ pH1+pH2 ＜ 14 V 酸： V 碱＜ 1 （酸浓碱稀）

五、弱酸强碱或强酸弱碱混合例 10 、（ 1 ） PH 为 12 的 NaOH 溶液和 PH 为 2 的醋酸溶液等体积相混合，则混合液呈 _____ 性

（ 2 ） PH 为 12 的氨水和 PH 为 2 的盐酸等体积相混合，则混合液呈 ______ 性

（ 3 ） PH 为 2 的盐酸和 PH 为 12 的某碱等体积相混合，则混合液 PH_________ （ 4 ） PH 为 12 的 NaOH 溶液和 PH 为 2 的某酸溶液等体积相混合，则混合液 PH ______________

酸

碱

大于或等于 7

小于或等于 7

1 、某酸溶液的 PH 为 2 ，某碱溶液的 PH 为 12 ，两者等体积相混合后，有关 PH 值的变化正确的是（ ） A 、大于 7 B 、小于 7 C 、等于 7 D 、三种都有可能

2 、常温下一种 PH 为 2 的酸溶液与一种 PH 为12 的碱溶液等体积相混合，对溶液的酸碱性的说法正确的是（ ） A 、 若是二元强酸和一元强碱，混合液为酸性 B 、 若是浓的强酸和稀的强碱，混合液中呈酸性 C 、 若是浓的弱酸和稀的强碱，混合液呈碱性 D 、若是强酸和强碱相混合，溶液反应后呈中性

D

D

练习：

5 、酸 HA 、 HB 两溶液的 PH 值为 3 ，且体积相同，加水稀释两溶液， PH 值与加入水的体积关系如图所示，则两者酸性较强的是（ ）

加水体积

PH

HBHA

HB

3 、同体积的 PH 为 3 的盐酸、硫酸、醋酸和硝酸四种溶液，分别加入足量的锌粉，叙述正确的是（ ） A 、 硫酸溶液中放出的氢气的量最多 B 、 醋酸溶液中放出的氢气的量最多 C 、 盐酸和硝酸中放出的氢气的量相等 D 、盐酸比硝酸放出的氢气的量多

BD

4 、向体积均是 1L ， PH 值也相等的盐酸和醋酸两溶液中加入表面积和质量均相等的锌块，下列叙述不正确的是（ ） A 、 反应开始时，盐酸的速率比醋酸快 B 、 反应过程中，醋酸的速率比盐酸快 C 、 充分反应后，两者产生的氢气的体积可能相等 D 、充分反应后，若有一种溶液中的锌有多余，则一定是盐酸的锌有余

A

把 pH=12 的 NaOH 溶液 V1 和 pH=2 的 HCl 溶液 V2 混合后，溶液呈中性。则 V1 ： V2= _________ ；把 pH=11 的 NaOH 溶液 V1 和 pH=2 的 HCl 溶液 V2 混合后，溶液呈中性。则 V1 ： V2= _________ ；把 pH=13 的 NaOH 溶液 V1 和 pH=2 的 HCl 溶液 V2 混合后，溶液呈中性。则 V1 ： V2= _________ ；

1 ：110 ： 1

1 ： 10

注意1 、 PH 值越小，酸性越强， PH 越大，碱性越强。2 、 PH 范围 0---14 之间。3 、 PH 值等于 0 的溶液不是酸性最强的溶液， PH 值等于 14 的溶液不碱性最强的溶液。4 、 PH 值减小一个单位， [H+] 扩大为原来的 10

倍， PH 增大一个单位， [H+] 减为原来的 1/10 [OH—] 增为原来的 10 倍

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