水的电离和溶液的pH●课前预习★资料卡片pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上,例如,氯碱工业生产中所用食盐水的pH要控制在12左右,以除去其中的Ca2+和Mg2+等杂质。在无机盐的生产中,为了分离所含的杂质Fe3+,常把无机盐溶液的pH调到5左右,此时Fe3+形成Fe(OH)3沉淀而分离析出,其他阳离子却留在溶液中。在农业上,土壤的pH关系到农作物的生长,有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的pH范围内,有的却对土壤的pH反映非常敏感,如茶树适宜在pH为4.0~4.5的土壤中生长。在医疗上,测定血液等的pH可以帮助诊断疾病。例如,人体内血液的pH一般在7.35~7.45范围内,如果超过这个范围,便属于病理现象。在科学实验中pH是影响某些反应过程的重要因素,因此测定、控制溶液的pH,就如控制温度和浓度等同样重要。●课堂释疑★要点预览▲重点1.水的电离(1)水的电离是吸热反应,常温时水的离子积Kw=10-14,100℃时,Kw=10-12。(2)不能把10-7作为判断一切溶液酸、碱性的分界线,应比较c(H+)和c(OH-)的大小。(3)已知水的c(H+)或c(OH-),并不能确定溶液的酸碱性。(4)什么物质或条件可以打破水的电离平衡?平衡向何方移动?①酸、碱可以打破水的电离平衡,促使水的电离平衡逆向移动,造成c(H+)≠c(OH-),下降。溶液的pH值表示的c(H+)为溶质酸的,通过水的离子积(Kw)的公式计算出水电离的c(OH-)w,c(H+)w=c(OH-)w。碱溶液的pH值表示的c(H+)则为水电离出的c(H+)w,因为碱本身不含有H+。②水解盐可以打破水的电离平衡,促使水的电离平衡正向移动,增大。只有一种弱离子水解,则c(H+)≠c(OH-);若双水解,则可能相等,也可能不相等。水解呈酸性的盐溶液的pH值与碱溶液相同,水解呈碱性的盐溶液的pH值与酸溶液相同。③温度可以影响水的电离平衡。温度升高,水的电离平衡向右移动,w增大,Kw增大,pH值降低,但c(H+)=c(OH-)。如果Kw≠10-14,则pH≠7,那末在中性以下且小于7时,酸的浓度与pH值的关系和Kw=10-14时相同,如果按酸的浓度算出的pH值与中性值相等或大时,一定错了!碱溶液毫无上述关系,一定要计算。2.溶液的pH定义:pH=lg{c(H+)},通常的使用范围0─14,pH值变化1个单位,则c(H+)变化10倍。(1)pH─c(H+)─酸性─碱性─c(OH-)的关系;(2)两溶液的pH值相差n个单位,则c(H+)和c(OH-)相差10n倍(3)酸、碱溶液稀释时,pH值与c(H+)或c(OH-)的关系;酸、碱溶液稀释后的pH值计算:若把已知pH值的酸或碱溶液稀释n倍,①强酸、强碱溶液的pH值=原pH值±lgn(酸为“+”,碱为“-”)②弱酸、弱碱溶液的pH值=原pH值±lg(酸为“+”,碱为“-”)一般情况下,强酸溶液稀释10倍,溶液的pH值增大1;而弱酸溶液稀释10倍后,其pH值只增大0.5左右。③当用水稀释溶液并求溶液的pH值时,如强酸溶液的c(H+)远远大于纯水的c(H+),水的氢离子浓度可以忽略不计。若溶液中的氢离子浓度接近于水电离的氢离子浓度(1×10-7mol/L)时,水的c(H+)则不可忽略不计。当溶液稀释时,若“高度稀释”时,pH值接近于7,酸略小于7,碱略大于7;无限稀释时,可看作pH值等于7。(4)两溶液混合的pH值计算用心爱心专心①两种强酸溶液混合,先求混合液的c(H+),再求pH值。②两种强碱溶液混合,先求混合溶液的c(OH-),通过Kw求c(H+),再求pH值。强酸混合或强碱混合的问题,要分析相互稀释的关系。③强酸与强碱溶液混合,首先判断是否过量,恰好中和时,pH=7;若非完全中和,则依酸碱反应的相对量,求过量酸或碱的浓度,再求c(H+)或c(OH-),若是c(OH-),则换算成c(H+),最后求pH值。求c(H+)或c(OH-)时,必须注意混合后溶液体积的变化。④0.3规则及适用范围;(5)溶液的酸碱性与pH值大小,与溶液的c(H+)、c(OH-)大小有关,而c(H+)或c(OH-)的大小与溶液浓度、酸碱强弱、几元酸、碱有关;对于弱酸、弱碱,还与电离度有关;对于盐,还与弱离子的强弱有关。相同浓度时,不同电解质的pH值大小比较原则是:①强酸弱碱盐>弱酸>一元强酸>二元强酸;②强碱弱酸盐<弱碱<一元强碱<二元强碱;③某多元弱酸正盐及对应酸式盐:正盐>酸式盐;④盐溶液的pH值大小,视弱离子对...