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1第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离溶液的酸碱性1.掌握水的离子积Kw和pH的概念。2.掌握酸、碱对水的电离的影响。3．掌握溶液酸碱性的特征与pH的关系。知识点一水的电离阅读教材P45～P46，思考并填空。1．水的电离水是一种极弱的电解质，电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，简写为H2OH＋＋OH－，水的电离常数K电离＝c（H＋）·c（OH－）c（H2O）。2．水的离子积常数(1)推导由精确的实验可知，25℃时1L纯水(55.6mol)只有1×10－7molH2O电离，则c(H2O)几乎不变，可视为常数，又因为K电离为常数，所以c(H＋)·c(OH－)＝K电离·c(H2O)为一常数，记为Kw。(2)表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)。25℃时，Kw＝1.0×10－14。(3)影响因素水的离子积Kw只受温度的影响，温度升高，Kw增大。(4)适用范围Kw不仅适用于纯水，还适用于稀的电解质水溶液。1．判断正误(1)水是电解质，所以纯水能导电。()(2)盐酸中无OH－，只有H＋和Cl－以及水分子。()(3)加热，水的电离程度增大，但Kw不变。()答案：(1)×(2)×(3)×2．某温度下，测得纯水中的c(H＋)＝2×10－7mol/L，则c(OH－)为()A．2×10－7mol/LB．0.1×10－7mol/LC．0.5×10－7mol/LD．无法确定解析：选A。只要是纯水，由水电离出来的氢离子浓度就等于由水电离出来的氢氧根离子浓度。本题易错用常温下水的离子积常数来计算，从而得出错误结论，所以在用水的离子积常数解题时要特别注意温度。21．影响水的电离平衡的因素水的电离平衡：H2OH＋＋OH－ΔH0影响因素移动方向c(H＋)c(OH－)Kw升温向右移动增大增大增大加酸向左移动增大减小不变加碱向左移动减小增大不变加活泼金属(如Na)向右移动减小增大不变向水中加入酸时，不是中和OH－促进水的电离，而是增大了H＋的浓度抑制水的电离，原因是水中的OH－的浓度非常小；同样，加入碱时，是增大了OH－的浓度而抑制水的电离。2．水的离子积常数及应用时的注意事项(1)水的离子积Kw与温度有关，温度越高，Kw越大，所以，使用水的离子积时，必须指明温度，如不指明，则认为是25℃。(2)水既可以看作一元弱酸，也可看作一元弱碱。当向水中加入酸时，由于c(H＋)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)1×10－7mol/Lc(OH－)；当向水中加入碱时，c(OH－)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H＋)1×10－7mol/Lc(OH－)。虽然水的电离平衡被破坏，但c(H＋)·c(OH－)并没有改变，只是c(H＋)和c(OH－)的相对大小发生变化而已。(3)Kw＝c(H＋)·c(OH－)不仅适用于中性溶液，也同样适用于稀的酸溶液和稀的碱溶液。在任何时候、在任何溶液中，都同时存在H＋、OH－，其乘积也为一常数。在不同的溶液中，c(H＋)和c(OH－)虽然不一定相等，但是由水电离出的c(H＋)和c(OH－)却总是相等的。(4)Kw＝c(H＋)·c(OH－)中的c(H＋)和c(OH－)分别指的是溶液中的H＋和OH－的总浓度，要弄清溶液中的c(H＋)和水电离出的c(H＋)，溶液中的c(OH－)和水电离出的c(OH－)。一般来说，当溶液中的c(H＋)或c(OH－)大于由水电离出的c(H＋)或c(OH－)的1000倍，水电离产生的H＋或OH－的浓度即可忽略。关于水的离子积常数，下列说法不正确的是()A．蒸馏水中，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14B．纯水中，25℃时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14C．25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14D．Kw值随温度升高而增大[解析]A项未指明温度，故错误。[答案]AKw表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中总物质的量浓度。相同温度下，纯水或任何稀水溶液中c(H＋)·c(OH－)相等。外界因素对水的电离平衡的影响31．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH0，下列叙述正确的是()A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变解析：选B。向水中加入稀氨水，c(OH－)增大，平衡逆向移动，c(H＋)减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4，c(H＋)增大，但Kw不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH－)减小，c(H＋)增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H＋)、c(OH－)均增大，Kw增大，D项不正确。2．(2016·苏州质检)下列操作会促进H2O的电离，且使溶液pH7的是()A．将纯水加热到90℃B．向水中加少量NaOH溶液C．向水中加少量Na2CO3溶液D．向水中加少量FeCl3溶液解析：选C。将纯水加热到90℃，水的电离程度增大，c(H＋)＝c(OH－)10－7mol·L－1，pH7，A错；向水中加少量NaOH溶液，水中c(OH－)增大，pH7，但水的电离平衡向逆方向移动，即水的电离受到抑制，B错；向水中加少量Na2CO3溶液，CO2－3与H＋结合，水中c(H＋)减小，水的电离平衡向正方向移动，水中c(OH－)增大，c(OH－)c(H＋)，pH7，C对；向水中加少量FeCl3溶液，Fe3＋与OH－结合为弱电解质Fe(OH)3，水中c(OH－)减小，水的电离平衡向正方向移动，c(H＋)增大，c(H＋)c(OH－)，pH7，D错。水电离出c(H＋)和c(OH－)的计算3．常温下，0.1mol/L的NaOH溶液中由水电离的OH－的物质的量浓度为()A．0.1mol/LB．1.0×10－13mol/LC．1.0×10－7mol/LD．无法确定解析：选B。NaOH为强碱，在水溶液中完全电离为Na＋和OH－，水电离出的OH－很少，可以忽略不计，所以0.1mol/L的NaOH溶液中c(OH－)＝0.1mol/L，则由水电离出的OH－的物质的量浓度＝c(H＋)＝Kwc（OH－）＝1.0×10－140.1＝1.0×10－13(mol/L)。4．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为()①1mol/L的盐酸②0.1mol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOHA．1∶10∶100B．0∶1∶12C．14∶13∶12D．14∶13∶2解析：选A。①1mol/L盐酸中，c(H＋)＝1mol/L，由水电离出的c水(H＋)＝10－14mol/L，②0.1mol/L盐酸中，c(H＋)＝0.1mol/L，由水电离出的c水(H＋)＝10－13mol/L，③0.01mol/LNaOH溶液中，c(OH－)＝0.01mol/L，由水电离出的c水(H＋)＝10－12mol/L，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。知识点二溶液的酸碱性与pH4阅读教材P46～P47，思考并填空。1．溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系c(H＋)与c(OH－)的关系c(H＋)的范围(25℃)中性溶液c(OH－)＝c(H＋)c(H＋)＝1.0×10－7mol/L酸性溶液c(OH－)c(H＋)c(H＋)1.0×10－7mol/L碱性溶液c(OH－)c(H＋)c(H＋)1.0×10－7mol/L2.溶液的酸碱性与pH(1)pH①定义：c(H＋)的负对数，即pH＝－lg_c(H＋)。②意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。③适用范围：c(H＋)1mol/L的稀溶液。(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)3．溶液酸碱性的测定方法(1)酸碱指示剂法该法只能测其酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值。常见的酸碱指示剂的变色范围(pH)如下图所示：(2)pH试纸法把小片干燥的pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴在pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比，即可确定溶液的pH。(3)pH计测量法pH计也叫酸度计，可用于精确测量溶液pH。1．想一想，连一连答案：52．判断正误(1)pH7的溶液一定呈碱性。()(2)溶液的酸性越强，pH越小，溶液的碱性越强，pH越大。()答案：(1)×(2)√溶液酸碱性的判断(1)c(H＋)c(OH－)，溶液呈酸性，且c(H＋)越大，酸性越强；c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性；c(H＋)c(OH－)，溶液呈碱性，且c(OH－)越大，碱性越强。(2)25℃时，溶液酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系：溶液性质c(H＋)与c(OH－)相对大小c(H＋)c(OH－)中性溶液c(H＋)＝c(OH－)等于10－7mol/L等于10－7mol/L酸性溶液c(H＋)c(OH－)大于10－7mol/L小于10－7mol/L碱性溶液c(H＋)c(OH－)小于10－7mol/L大于10－7mol/L下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是()A．溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强B．pH＜7的溶液可能呈酸性C．当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便D．把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH[解析]A项，因pH＝－lgc(H＋)，所以pH越小，c(H＋)越大，酸性越强；pH越大，c(H＋)越小，则c(OH－)越大，碱性越强，A项正确；B项，在常温下，pH＜7的溶液呈酸性，B项正确；C项，当c(H＋)或c(OH－)小于1mol/L时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C项正确；D项，用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入溶液中测pH，正确的做法为取一片pH试纸，放在洁净的表面皿上或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读取数据，D项错误。[答案]D(1)室温下，溶液的酸碱性与pH有何关系？(2)100℃时(Kw＝1×10－12)，溶液的酸碱性与pH有何关系？答案：(1)酸性溶液：pH＜7；中性溶液：pH＝7；碱性溶液：pH＞7。(2)酸性溶液：pH＜6；中性溶液：pH＝6；碱性溶液：pH＞6。6溶液酸碱性的判断依据溶液的酸碱性与pH1．下列溶液一定显酸性的是()A．含H＋的溶液B．c(OH－)c(H＋)的溶液C．pH6的溶液D．能与金属Al反应放出H2的溶液解析：选B。在任何物质的稀溶液中都含H＋，所以含有H＋的溶液不一定显酸性，A项错误。在任何物质的稀溶液中都存在水的电离平衡：H2OH＋＋OH－，当c(OH－)＝c(H＋)时溶液显中性，当c(OH－)c(H＋)时溶液显酸性，当c(OH－)c(H＋)时溶液显碱性，B项正确。在100℃下的纯水中，c(OH－)·c(H＋)＝1×10－12，c(OH－)＝c(H＋)＝1×10－6mol/L，pH＝6，由于水的电离是个吸热过程，若升高温度促进水的电离，水的pH6，故pH6的溶液不一定是酸性溶液，C项错误。Al既能与酸反应放出H2，也能与碱反应放出H2，所以能与金属Al反应放出H2的溶液不一定是酸性溶液，D项错误。2．下列溶液一定呈酸性的是()A．c(H＋)＝10－6mol/L的溶液B．pH7的溶液C．c(H＋)c(OH－)的溶液D．使紫色石蕊试液呈蓝色的溶液解析：选C。酸性溶液是指c(H＋)c(OH－)的溶液；紫色石蕊试液呈蓝色，说明溶液中c(H＋)c(OH－)；由于未指明温度，不能依据c(H＋)＝10－6mol/L或pH7来判断溶液的酸碱性。重难易错提炼1.Kw与化学平衡常数一样，温度一定，Kw一定，所以稀释酸(或碱)性溶液时，溶液中的氢氧根离子(或氢离子)浓度是增大的。2.溶液的酸碱性与氢氧根离子浓度和氢离子浓度的相对大小有关，与某一种离子浓度大小无关。3.用蒸馏水润湿的pH试纸测定某溶液的pH时，不一定会产生误差，如测量NaCl溶液的pH。课后达标检