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第2节水的电离和溶液的酸碱性-2-考查要点说明核心素养解读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,能进行pH的简单计算。1.变化观念与平衡思想:认识水的电离有一定限度,是可以调控的。能多角度、动态地分析水的电离,运用平衡移动原理解决实际问题。2.科学探究与创新意识:能发现和提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题;能从问题和假设出发,确定探究目的,设计探究方案,进行实验探究;在探究中学会合作,面对“异常”现象敢于提出自己的见解,进行误差分析。-3-自主预诊考向突破水的电离1.水的电离(1)水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-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-1-4-自主预诊考向突破2.水的离子积常数c(H+)·c(OH-)1×10-14增大电解质-5-自主预诊考向突破微点拨水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),其实质是水溶液中的H+和OH-浓度的乘积,不一定是水电离出的H+和OH-浓度的乘积,所以与其说KW是水的离子积常数,不如说是水溶液中的H+和OH-的离子积常数。即KW不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的以水为溶剂的稀溶液。-6-自主预诊考向突破3.影响水电离平衡的因素(1)升高温度,水的电离程度,KW。(2)加入酸或碱,水的电离程度,KW。(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3等),水的电离程度,KW。微点拨水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用,因此,在室温下,若由水电离出的c(H+)1×10-7mol·L-1,该溶液可能显酸性,也可能显碱性。增大增大减小不变增大不变-7-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)25℃时,0.10mol·L-1NaHCO3溶液加水稀释后,c(H+)与c(OH-)的乘积变大。()(2)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。()(3)向水中加入AlCl3溶液对水的电离不产生影响。()(4)100℃的纯水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,此时水呈酸性。()(5)将水加热,KW增大,pH减小。()(6)已知某温度下CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相等,现向10mL浓度为0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水,在滴加过程中水的电离程度始终增大。()答案:(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√(6)×-8-自主预诊考向突破2.KW=c(H+)·c(OH-),其中H+和OH-一定是由水电离出来吗?提示:不一定,如酸溶液中H+由酸和水电离产生,碱溶液中OH-由碱和水电离产生,只要是水溶液必定有H+和OH-,当溶液浓度不大时,总有KW=c(H+)·c(OH-)。-9-自主预诊考向突破3.某温度下(KW=1×10-12),计算下列溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)。(1)蒸馏水中c(H+)水=。(2)0.1mol·L-1NaOH溶液中c(OH-)水=。(3)pH=11Na2CO3溶液中c(OH-)水=。答案:(1)1×10-6mol·L-1(2)1×10-11mol·L-1(3)0.1mol·L-1解析:(1)c(H+)水=1×10-12mol·L-1=1×10-6mol·L-1。(2)c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)溶液=1×10-120.1mol·L-1=1×10-11mol·L-1,c(OH-)水=c(H+)水=c(H+)溶液=1×10-11mol·L-1。(3)溶液pH=11,则c(H+)=1×10-11mol·L-1,c(OH-)=1×10-121×10-11mol·L-1=0.1mol·L-1。-10-自主预诊考向突破考向1影响水电离平衡的因素典例❶(2019福建泉州模拟)某温度下,向c(H+)=1×10-6mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的c(H+)=1×10-2mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是()A.该温度高于25℃B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-10mol·L-1C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离D.取该溶液加水稀释到体积为原来的100倍,溶液中的c(OH-)减小答案解析解析关闭该温度下蒸馏水中c(H+)=1×10-6mol·L-1,大于25℃时纯水中c(H+),故温度高于25℃,A项正确;此温度下KW=1×10-12,故该NaHSO4溶液中c(OH-)=1×10-121×10-2mol·L-1=1×10-10mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中的c(OH-)相等,B项正确;加入NaHSO4后,NaHSO4电离出的H+抑制了水的电离,C项正确;加水稀释时,c(H+)减小,而KW不变,故c(OH-)增大,D项错误。答案解析关闭D-11-自主预诊考向突破对点演练1(2019黑龙江哈尔滨第六中学高三期中)下列有关水电离情况的说法正确的是()A.25℃,pH=12的烧碱溶液与纯碱溶液,水的电离程度相同B.其他条件不变,CH3COOH溶液在加水稀释过程中,𝑐(OH-)𝑐(H+)一定变小C.其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,水的电离程度减小D.其他条件不变,温度升高,水的电离程度增大,KW增大答案解析解析关闭酸或碱抑制水的电离,含弱离子的盐促进水的电离,NaOH是强碱,Na2CO3是强碱弱酸盐,则NaOH抑制水的电离,Na2CO3促进水的电离,所以两溶液中水的电离程度不同,故A项错误;醋酸为弱酸,其他条件不变,稀释醋酸溶液,c(H+)减小,c(OH-)增大,所以𝑐(OH-)𝑐(H+)增大,故B错误;NaOH溶液显碱性,抑制水的电离,其他条件不变,稀释氢氧化钠溶液,其对水电离的抑制程度将降低,所以水的电离程度增大,故C项错误;温度升高,水的电离程度增大,c(OH-)和c(H+)都增大,所以KW=c(OH-)·c(H+)增大,故D项正确。答案解析关闭D-12-自主预诊考向突破考向2水电离的c(H+)或c(OH-)的计算典例❷25℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是()A.1∶10∶1010∶109B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)C.1∶20∶1010∶109D.1∶10∶104∶109答案解析解析关闭H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na2S与NH4NO3促进水的电离。25℃时,pH=0的H2SO4溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)=10-14100mol·L-1=10-14mol·L-1;0.05mol·L-1的Ba(OH)2溶液中:c(H2O)电离=c(H+)=10-140.1mol·L-1=10-13mol·L-1;pH=10的Na2S溶液中:c(H2O)电离=c(OH-)=10-4mol·L-1;pH=5的NH4NO3的溶液中:c(H2O)电离=c(H+)=10-5mol·L-1。则发生电离的水的物质的量之比为10-14∶10-13∶10-4∶10-5=1∶10∶1010∶109,故A项正确。答案解析关闭A-13-自主预诊考向突破对点演练2在25℃时某溶液中由水电离出的氢离子浓度为1×10-12mol·L-1,下列说法正确的是()A.HC离子在该溶液中一定不能大量共存B.该溶液的pH一定是12C.向该溶液中加入铝片后,一定能生成氢气D.若该溶液的溶质只有一种,它一定是酸或碱O3-答案解析解析关闭水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,水的电离受到抑制,该溶液可能为酸或碱或强酸酸式盐的溶液,当溶液显碱性时,HCO3-+OH-CO32-+H2O,当溶液显酸性时,H++HCO3-H2O+CO2↑,所以HCO3-在该溶液中一定不能大量共存,故A项正确;当该溶液为pH=2的盐酸时,水电离出的c(H+)也为1×10-12mol·L-1,故B项错误;溶液可能是pH=2的HNO3这样的强氧化性酸的溶液,加入铝片后,不能生成氢气,故C项错误;溶液可能是pH=2的NaHSO4这样的盐的溶液,故D项错误。答案解析关闭A-14-自主预诊考向突破深度指津1.影响水的电离平衡的因素体系变化条件平衡移动方向KW水的电离程度c(OH-)c(H+)加HCl逆不变减小减小增大加NaOH逆不变减小增大减小加可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大改变温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他:如加入Na正不变增大增大减小-15-自主预诊考向突破2.水电离出的c(H+)水或c(OH-)水的相关计算(25℃)(1)中性溶液:c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1。(2)溶质为酸的溶液。①来源。OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)水=c(OH-)。②实例。如计算pH=2的盐酸中由水电离出的c(H+)水,方法是先求出溶液中的c(OH-)=𝐾W10-2mol·L-1=10-12mol·L-1,即由水电离出的c(H+)水=c(OH-)=10-12mol·L-1。-16-自主预诊考向突破(3)溶质为碱的溶液。①来源。H+全部来自水的电离,水电离产生的c(OH-)水=c(H+)。②实例。如计算pH=12的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-)水,方法是根据溶液中的c(H+)=10-12mol·L-1,推出由水电离出的c(OH-)水=c(H+)=10-12mol·L-1。(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液。①pH=5的NH4Cl溶液中H+全部来自水的电离,由水电离出的c(H+)水=10-5mol·L-1,因为部分OH-与部分结合,溶液中c(OH-)=10-9mol·L-1。②pH=12的Na2CO3溶液中OH-全部来自水的电离,由水电离出的c(OH-)水=10-2mol·L-1。NH4+-17-自主预诊考向突破溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中和的相对大小。将“”“=”或“”填在下表空格中:溶液c(H+)、c(OH-)大小比较室温(25℃)数值pH中性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-17酸性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1×10-7mol·L-17碱性溶液c(H+)c(OH-)c(H+)1×10-7mol·L-17c(H+)c(OH-)==-18-自主预诊考向突破微点拨(1)溶液中c(H+)越大,c(OH-)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱;溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的碱性越强,酸性越弱。(2)pH=7或c(H+)=10-7mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7的溶液呈中性,100℃时中性溶液的pH7。(3)任何情况下水电离产生的c(H+)和c(OH-)总是相等的。升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH减小,但仍呈中性。-19-自主预诊考向突破2.溶液的pH(室温)(1)表达式为。(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+)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试纸的使用把小片试纸放在或玻璃片上,用洁净干燥的蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部,观察变化稳定后的颜色,即可确定溶液的pH。pH=-lgc(H+)表面皿玻璃棒与标准比色卡对比-20-自主预诊考向突破自我诊断1.判断正误,正确的打“√”,错误的打“×”。(1)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。()(2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性。()(3)用蒸馏水润湿过的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低。()(4)用广范pH试纸测得某溶