2021版高考化学一轮复习第十一章平衡二水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性课件新人教版

第二节水的电离和溶液的酸碱性[最新考纲]1．了解水的电离、离子积常数。2．了解溶液pH的含义及其测定方法。3．能进行pH的简单计算。考点一水的电离/知识·再认再现1．水的电离(1)水是极弱的电解质，水的电离方程式为或简写为H2OH＋＋OH－。(2)25℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。1×10－7mol·L－1H2O＋H2OH3O＋＋OH－理清概念基础需抓牢2．水的离子积常数3．影响水的电离平衡的因素项目平衡移动溶液中c(H＋)溶液中c(OH－)pH溶液的酸碱性KW升高温度右移增大增大减小中性增大加入酸碱加酸左移________________________加碱左移_________________________加入盐Na2CO3右移________________________NH4Cl右移________________________加入金属Na右移________________________增大减小减小酸性不变减小增大增大碱性不变不变不变不变减小减小减小减小酸性增大增大增大增大增大碱性碱性4．水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)的相关计算(1)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)在溶液中c(H＋)、c(OH－)较小的数值是水电离出来的。如下表：溶液(25℃)水电离出来的pH＝2的盐酸10－2____________pH＝13的NaOH溶液10－13____________10－1210－1210－110－13cH＋或cOH－mol·L－1(2)当促进水的电离时(如盐的水解)在溶液中c(H＋)、c(OH－)较大的数值是水电离出来的。如下表：溶液(25℃)水电离出来的pH＝5的NH4Cl溶液10－5____________pH＝10的Na2CO3溶液10－10__________10－910－510－410－4cH＋或cOH－mol·L－1题组·跟进训练1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)25℃与60℃时，水的pH相等()(2)25℃时NH4Cl溶液的KW大于100℃时NaCl溶液的KW()(3)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋)和c(OH－)相等()(4)室温下，0.1mol·L－1的HCl溶液与0.1mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相同()(5)25℃时，0.10mol·L－1NaHCO3溶液加水稀释后，c(H＋)与c(OH－)的乘积变大()(6)向水中加入少量硫酸氢钠固体，促进了水的电离，c(H＋)增大，KW不变()××√√××2．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－，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．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．将水加热，KW增大，pH不变解析：A项，向水中加入稀氨水，NH3·H2O电离出NH＋4和OH－，c(OH－)增大，平衡逆向移动，错误；B项，向水中加入少量固体NaHSO4，NaHSO4电离出Na＋、H＋和SO2－4，c(H＋)增大，平衡逆向移动，温度不变，KW不变，正确；C项，向水中加入少量固体CH3COONa，CH3COONa电离出CH3COO－和Na＋，CH3COO－与H＋结合成弱酸CH3COOH，c(H＋)降低，平衡正向移动，错误；D项，水的电离是吸热过程，将水加热促进水的电离，KW增大，pH减小，D项错误。答案：B3．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在不同温度下其离子积为KW(25℃)＝1.0×10－14，KW(35℃)＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是()A．c(H＋)随温度的升高而降低B．35℃时，c(H＋)c(OH－)C．水的pH：pH(35℃)pH(25℃)D．35℃时已电离的水的浓度约为1.45×10－7mol·L－1解析：由两种温度下水的离子积常数值知水的电离是吸热的，温度高时水中c(H＋)较高，pH较小，但水中c(H＋)＝c(OH－)，水呈中性，A、B、C错误；已电离的水的浓度与电离生成的c(H＋)或c(OH－)相等，利用水的离子积常数可判断D正确。答案：D4．(2020·池州期末)100℃时，向pH＝6的纯水中加入少量NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH＝2。下列叙述不正确的是()A．此时水的离子积常数KW＝1.0×10－14B．NaHSO4的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4C．该溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1D．溶液中离子浓度大小关系：c(H＋)＞c(Na＋)＝c(SO2－4)＞c(OH－)解析：100℃时纯水的pH＝6，此时水的离子积常数KW＝1.0×10－12，A错误；NaHSO4是强酸的酸式盐，溶于水完全电离，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4，B正确；100℃时，所得溶液的pH＝2，则溶液中c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1，故由水电离出来的c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－10mol·L－1，C正确；该溶液呈酸性，则有c(H＋)＞c(OH－)，考虑NaHSO4在水溶液中的电离及水的电离，离子浓度大小关系：c(H＋)＞c(Na＋)＝c(SO2－4)＞c(OH－)，D正确。答案：A考点二溶液的酸碱性与pH/知识·再认再现1．溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于c(H＋)与c(OH－)的相对大小，具体内容见下表：项目pHc(H＋)/(mol·L－1)c(H＋)与c(OH－)的相对大小酸性710－7c(H＋)c(OH－)中性＝7＝10－7c(H＋)＝c(OH－)碱性710－7c(H＋)c(OH－)适用的温度25℃各种温度理清概念基础需抓牢2．溶液的pH(1)表达式：pH＝。(2)使用范围：pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H＋)≤1mol·L－1或c(OH－)≤1mol·L－1的电解质溶液，当c(H＋)≥1mol·L－1或c(OH－)≥1mol·L－1时，直接用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性。(3)pH的意义：pH表示溶液酸碱性的强弱。在相同温度下，pH越小，溶液酸性越强；pH越大，溶液碱性越强。－lgc(H＋)(4)溶液的酸碱性与pH的关系3．pH的测定(1)pH试纸测定①使用方法：取一小片试纸放在洁净的或上，用蘸取待测液点在试纸的中央，变色稳定后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。②注意事项：pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能会产生误差；用广范pH试纸读出的pH只能是。(2)pH计测定：可精确测定溶液的pH。玻璃片表面皿玻璃棒整数4．溶液pH计算(1)单一溶液的pH计算①强酸溶液：如HnA，设浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc。②强碱溶液(25℃)：如B(OH)n，设浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝10－14ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。(2)混合溶液的pH计算①两种强酸混合：直接求出c混(H＋)，再据此求pH。c混(H＋)＝c1H＋V1＋c2H＋V2V1＋V2。②两种强碱混合：先求出c混(OH－)，再据KW求出c混(H＋)，最后求pH。c混(OH－)＝c1OH－V1＋c2OH－V2V1＋V2。③强酸、强碱溶液混合：H＋＋OH－===H2O(抵消法)强酸和强碱发生中和反应，根据强酸和强碱的用量不同，主要有“完全型”和“过量型”两种类型，分恰好中和、强酸过量和强碱过量三种情况。恰好中和反应后得到的是强酸强碱盐，溶液呈中性，pH＝7(温度为25℃时)强酸过量首先要计算出剩余的c(H＋)，然后再根据定义计算溶液的pH。强碱过量首先要计算出剩余的c(OH－)，然后通过KW计算出溶液中的c(H＋)，最后根据定义计算溶液的pH。c余(H＋)＝c酸H＋·V酸－c碱OH－·V碱V混c余(OH－)＝c碱OH－·V碱－c酸H＋·V酸V混④强酸(pH酸)与强碱(pH碱)混合至中性时，二者的体积与pH的关系如下(温度为25℃时)：若pH酸＋pH碱＝14，浓度相等，V酸∶V碱＝1∶1；若pH酸＋pH碱14，碱浓度大，V酸∶V碱＝10pH酸＋pH碱－14∶1；若pH酸＋pH碱14，酸浓度大，V酸∶V碱＝1∶1014－pH酸－pH碱。(3)酸、碱稀释后溶液的pH计算一般计算公式：c1V1＝c2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量浓度。温度为25℃时，酸或碱溶液稀释后，其pH都向7靠近，变化情况如下表：原pH稀释10n倍后注意强酸apH＝a＋n①a＋n＜7，即酸性溶液不可能稀释成碱性；②b－n＞7，即碱性溶液不可能稀释成酸性；③无限稀释可看作中性强碱bpH＝b－n弱酸aa＜pH＜a＋n弱碱bb－n＜pH＜b(4)溶液pH计算的思维流程题组·跟进训练1．判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)某溶液中c(H＋)10－7mol·L－1，该溶液呈酸性()(2)任何温度下，利用H＋和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性()(3)pH＝7的溶液一定呈中性()(4)用pH试纸测得某溶液的pH为3.4()(5)用湿润的pH试纸测溶液的pH，一定影响测量结果()(6)常温下，将pH＝3的酸和pH＝11的碱等体积混合，所得溶液的pH＝7()×√××××2．已知温度T时水的离子积常数为KW，该温度下，将浓度为amol·L－1的一元酸HA与bmol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是()A．a＝bB．混合溶液的pH＝7C．混合溶液中，c(H＋)＝KWmol·L－1D．混合溶液中，c(H＋)＋c(B＋)＝c(OH－)＋c(A－)解析：选项A，a＝b只能说明酸碱恰好完全反应生成盐和水，由于酸碱强弱未知，不能确定溶液呈中性，错误；选项B，题给温度未指明是25℃，所以pH＝7并不能说明溶液呈中性，错误；选项C，由于混合溶液中c(H＋)＝KWmol·L－1，结合KW＝c(H＋)·c(OH－)，可推断出c(H＋)＝c(OH－)，所以溶液一定呈中性，正确；选项D是正确的电荷守恒表达式，无论溶液是否呈中性都满足此式，错误。答案：C3．常温下，下列溶液一定呈碱性的是()A．能与金属铝反应放出氢气的溶液B.cH＋cOH－＝10－6的溶液C．pH＝2的CH3COOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合D．0.01mol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的HCl溶液等体积混合解析：能与金属铝反应放出氢气的溶液可能呈酸性也可能呈强碱性，A错误；cH＋cOH－＝10－61，c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性，B正确；CH3COOH为弱酸，NaOH为强碱，pH＝2的CH3COOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，CH3COOH过量，溶液呈酸性，C错误；0.01mol·L－1的氨水与0.01mol·L－1的HCl溶液等体积混合恰好发生中和反应，生成的NH4Cl水解使溶液呈酸性，D错误。答案：B4．将pH＝1的盐酸平均分成两份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为()A．9B．10C．11D．12解析：将pH＝1的盐酸加适量水，pH升高了1，说明所加的水是原溶液的9倍；另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH升高了1，则10－1×1－10－1·x＝10－2·(1＋x)，解得x＝911，则加入的水与NaOH溶液的体积比为9∶911＝11∶1。答案：C5．室温时，M(OH)2(s)M2＋(aq)＋2OH－(aq)Ksp＝a。c(M2＋)＝bmol·L－1时，溶液的pH等于()A.12lgbaB.12lgabC．14＋12lgabD．14＋12lg