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1.酸溶液中,[H ]水=[OH-]水=[OH-]=Kw/[H ] (1)
(资料图片)
2.碱溶液中,[H ]水=[OH-]水=[H ]=Kw/[OH-] (2)
(1)(2)两式中[H ]、[OH-]表示该溶液中H 、OH-的总物质的量浓度。
(1)(2)式的导出:以酸溶液为例,溶液中的H 是由酸分子、水分子两部分电离的,但OH-则全部是由水分子电离的。与此相类似,碱溶液中的H 则全部是由水分子电离的。也可以认为,酸、碱溶液中[H ]水、[OH-]水与相应溶液中[H ]、[OH-]较小的那种离子浓度相等。
[例1]将1mL0.1mol/L硫酸溶液加水稀释至2000mL,所得溶液中由水电离出来的[H ]水最接近于 [ ]
A.1×10-11mol/L B.1×10-10mol/L
C.1×10-8mol/L D.1×10-4mol/L
解析:稀释后,溶液中[H ]=0.1×2×1/2000=10-4mol/L,[OH-]= 10-14/10-4=10-10mol/L。由(2)式知:[H ]水=10-10mol/L。
[例2]20℃时,某溶液中由水电离出的[OH-]水=10-12mol/L。向该溶液中滴入2~3滴甲基橙溶液后,溶液的颜色可能是 [ ]
A.橙色 B.红色 C.蓝色 D.黄色
解析:[OH-]水=10-12mol/L,这隐含着两层意思:一是酸溶液中,[H ]=10-14/10-12=10-2mol/L,pH=2;二是碱溶液中,pH=12。因此,滴入甲基橙后溶液的颜色可能显红色,也可能显黄色。
1.强酸弱碱盐溶液中,[H ]水=[OH-]水=[H ] (3)
2.弱酸强碱盐溶液中,[H ]水=[OH-]水=[OH-] (4)
如CH3COONa溶液中由水电离出的H 有一部分与CH3COO-结合成CH3COOH,而由水电离出的OH-则全部以游离的形式存在,所以有(3)式。同理,可导出(4)式。
[例3]pH为5的NH4Cl溶液中由水电离出的[H ]为 [ ]
A.10-9mol/L B.10-9mol/L
C.10-5mol/L D.10-5mol/L
解析:由(3)式可知[H ]水=10-5mol/L。
[例4]以下对298K时pH为9的KOH溶液与pH为9的Na2CO3溶液中由水电离出的[H ]的比较中,正确的是 [ ]
A.两者相等 B.前者是后者的5倍
C.后者是前者的104倍 D.无法比较
解析:pH为9的KOH溶液中[H ]水=10-9mol·L-1,pH为9的Na2CO3溶液中[OH-]水=[H ]水=10-5mol/L,后者是前者的104倍。
在较浓的酸或碱溶液中,因由酸或碱电离出来的H 或OH-的浓度较大,故可忽略由水电离的H 或OH-的浓度。而对于极稀的酸或碱溶液,由水电离的H 或OH-的浓度则不能忽略。估算时,应以中性溶液中的[H ]、[OH-]为极限状态来分析。
[例5]将1mLpH为6的盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH[ ]
A.等于7 B.等于9 C.稍大于7 D.稍小于7
解析:稀释后[HCl]=10-9mol/L,显然,此时不能忽略由水电离的H ,而认为pH=9。怎么估算稀释后的pH呢?因盐酸不论稀释多大倍数,它始终不能变成中性溶液,更不能成为碱性溶液,故稀释后的pH必小于7。
[例6]将pH为9的NaOH溶液稀释至原来的1000倍、所得溶液的pH[ ]
A.等于6 B.等于7 C.稍大于7 D.稍小于7
解析:稀释后NaOH的浓度很小,此时应考虑由水电离的OH-的浓度。碱溶液稀释后的pH必大于7。
因为水的电离为一吸热反应,所以温度升高时,电离平衡必向电离方向移动,水的电离度增大,H 、OH-的浓度增大。 本文来自化学自习室!
[例7]100℃时纯水的pH[ ]
A.等于7 B.小于7 C.大于7 D.不能确定
解析:常温下纯水中pH=7,升高到100℃,电离度增大,纯水中的[H ]一定要比常温下大,即pH必定小于7。
[例8]100℃时,对于0.1mol·L-1H2SO4溶液 [ ]
A.[OH-]=5×10-14mol·L-1 B.[H ]·[OH-]=1×10-14
C.无限稀释后pH接近7,且小于7 D.都不正确
解析:应抓住“100℃”这个关键条件来分析各个选项。100℃时,因Kw必大于10-14,故看出A.B.C.三项都是在Kw=1×10-14的前提下推算出来的错误结沦。本题的正确答案应为D。
本文就为大家讲解到这里,希望对大家有所帮助。
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