電解質(zhì)溶液中c_水H⁺與c_水OH^—的計算規(guī)律

劉生平

【摘 要】電解質(zhì)溶液中水電離出的H+濃度和水電離出的OH-濃度的計算是高考的熱點(diǎn)之一。它能有效地檢測學(xué)生對“酸、堿、鹽溶液對水的電離的影響”的理解程度以及綜合運(yùn)用能力。本文通過對規(guī)律的總結(jié)及例析，以期對各位同仁在教學(xué)中有所啟發(fā)。

【關(guān)鍵詞】電解質(zhì)溶液 酸溶液 堿溶液 鹽溶液 計算規(guī)律

【中圖分類號】G632 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】1674-4810（2015）08-0126-01

電解質(zhì)溶液中水電離出的H+濃度[簡稱c水（H+）]和水電離出的OH-濃度[簡稱c水（OH-）]的計算是高考的熱點(diǎn)之一。它能有效地檢測學(xué)生對“酸、堿、鹽溶液對水的電離的影響”的理解程度以及綜合運(yùn)用能力。而在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)生對此知識往往混淆不清，下面就其規(guī)律進(jìn)行總結(jié)并例析。

一 酸溶液

規(guī)律：由于酸溶液中的OH-只由水電離出來，而H+既有水電離出的，又有酸電離出的，且主要以酸電離出的H+為主，所以計算規(guī)律為：

例如：25℃時，0.01mol·L-1的H2SO4溶液中，水電離出的H+濃度是（ ）。

A.0.01 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1

C.1×10-12 mol·L-1 D.5×10-13 mol·L-1

解析：∵c水（OH-）·c酸（H+）=Kw，即c水（OH-）·0.01×2=10-14，∴c水（OH-）=10-14/0.02=5×10-13 mol·L-1，∴c水（H+）=c水（OH-）=5×10-13 mol·L-1，故選D項。

二 堿溶液

規(guī)律：由于堿溶液中的H+只由水電離出來，而OH-既有水電離出的，又有堿電離出的，且主要以堿電離出的OH-為主，所以計算規(guī)律為：

例1：常溫下，0.01 mol·L-1的NaOH溶液中，由水電離出的OH-濃度為（ ）。

A.10-9 mol·L-1 B.10-5 mol·L-1

C.10-12 mol·L-1 D.0.1 mol·L-1

解析：∵c水（H+）·c堿（OH-）=Kw，即c水（H+）·0.01=10-14，∴c水（H+）=10-12 mol·L-1，∴c水（OH-）=c水（H+）=10-12 mol·L-1，故選C項。

例2：25℃時，pH=9的氨水中，由水電離出的H+濃度為=_____mol·L-1。

解析：∵堿溶液中的H+是由水電離出的，∴c水（H+）=10-9 mol·L-1。

三 鹽溶液

一般而言由于鹽溶液中，H+、OH-均由水電離產(chǎn)生，所以其c水（H+）與c水（OH-）的計算由鹽溶液的酸、堿性決定，規(guī)律總結(jié)如下。

1.顯中性的鹽溶液

規(guī)律：c水（H+）=c水（OH-）=

例如：100℃時（Kw=10-12），CH3COOH4溶液中c水（H+）= mol·L-1，c水（OH-）= mol·L-1。

解析：∵CH3COOH4溶液顯中性，∴c水（H+）=c水（OH-）

= = =10-6 mol·L-1。

2.顯酸性或堿性的鹽溶液

規(guī)律：理論上說c水（H+）=c水（OH-），但由于離子水解，結(jié)合了部分水中的H+或水中的OH-，使得剩余的c水（H+）≠c水（OH-）。因此按以下方法計算：

∵pH=a

∴

說明：由于NaHSO4、NaHCO3（HCO3-的電離大于水解）等鹽溶液雖然顯酸性，但H+是有鹽本身電離出的，應(yīng)按酸溶液的規(guī)律計算。

例1：求25℃時，pH=4的NH4Cl溶液中c水（H+）與c水（OH-）。

解析：∵pH=4，∴c水（H+）=10-4 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-14/10-4=10-10 mol·L-1。

例2：100℃（Kw=10-12）時，求pH=7的CH3COONa溶液中c水（H+）與c水（OH-）。

解析：∵pH=7，∴c水（H+）=10-7 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-12/10-7=10-5 mol·L-1。

例3：25℃時，在1L的pH=10的Na2S溶液中，發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量是=__mol·L-1。

解析：顯堿性的鹽溶液，∵pH=10，∴c水（H+）=10-10 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-14/10-10=10-4 mol·L-1，∴n水（OH-）=1×10-4=10-4 mol，∴n電離（H2O）=n水（OH-）=10-4 mol。

例4：25℃時，在1L的pH=5的NH4NO3溶液中發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量是= mol·L-1。

解析：顯酸性的鹽溶液，∵pH=5，∴c水（H+）=10-5 mol·L-1，∴n水（H+）=10-3×1=10-3 mol，∴n電離（H2O）=n水（H+）=10-5 mol。

〔責(zé)任編輯：林勁〕