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第28讲水的电离和溶液的酸碱性-2-基础梳理考点突破对点演练水的电离1.水的电离方程式H2O+H2OH3O++OH-,通常可简写为H2OH++OH-。注意:水是一种极弱的电解质,精确的导电性实验表明,纯水大部分以H2O的分子形式存在,其中也存在着极少量的H3O+和OH-。2.关于纯水的几个重要数据室温下纯水𝑐(H+)=𝑐(OH-)=1×10-7mol·L-1𝐾W=𝑐(H+)·𝑐(OH-)=10-14(𝐾W只受温度的影响)pH=7-3-基础梳理考点突破对点演练3.水的电离平衡移动的影响因素(1)温度:温度升高,KW变大,水的电离平衡右移。(2)加入酸或碱,可抑制水的电离(相当于“同离子效应”)。如在水中加入盐酸、氢氧化钠等,可使水的电离程度变小,但不影响KW的大小。(3)加入可水解的盐,可促进水的电离(相当于“离子反应效应”)。如在水中加入醋酸钠、氯化铵、碳酸钠等,可使水的电离程度变大,但不影响KW的大小。(4)加入强酸的酸式盐(如NaHSO4),相当于加入酸,抑制水的电离;加入弱酸的酸式盐,对水的电离是促进还是抑制,则要看弱酸酸式酸根离子的水解程度大还是电离程度大。-4-基础梳理考点突破对点演练名师点拨(1)水的离子积常数KW=c(H+)·c(OH-),不仅适用于纯水,也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-存在。(3)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。在KW的表达式中,c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中H+、OH-总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H+)、c(OH-)。-5-基础梳理考点突破对点演练1.影响水电离的因素降低温度加入酸、碱加入可电离出H+的某些盐,如NaHSO4等水的电离升高温度加入可水解的盐,如Na2CO3、NH4Cl等加入与H+或OH-反应的物质,如Na等-6-基础梳理考点突破对点演练2.水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算(25℃)(1)c水(OH-)和c水(H+)的关系。由H2OH++OH-可知,不论何种温度,何种溶液,由H2O电离的c水(OH-)和c水(H+)永远相等。(2)pH的意义。pH=-lgc溶液(H+),所以由pH=a可以直接推出溶液中c溶液(H+)=10-amol·L-1。-7-基础梳理考点突破对点演练(3)理清来源及等量关系。①酸溶液𝑐溶液(H+)=𝑐酸(H+)+𝑐水(H+)𝑐溶液(OH-)=𝑐水(OH-)如常温下,pH=1的CH3COOH溶液中,溶液中的H+来源于CH3COOH的电离和水的电离;而溶液中的OH-全部来自水的电离,所以c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-)=𝐾W𝑐溶液(H+)=10-1410-1mol·L-1=10-13mol·L-1。②碱溶液𝑐溶液(OH-)=𝑐碱(OH-)+𝑐水(OH-)𝑐溶液(H+)=𝑐水(H+)如常温下,pH=13的NaOH溶液中c水(OH-)=c水(H+)=c溶液(H+)=10-13mol·L-1。-8-基础梳理考点突破对点演练③正盐溶液酸性𝑐溶液(H+)=𝑐水(H+)𝑐溶液(OH-)𝑐水(OH-)碱性𝑐溶液(OH-)=𝑐水(OH-)𝑐溶液(H+)𝑐水(H+)中性:𝑐溶液(H+)=𝑐水(H+)=𝑐溶液(OH-)=𝑐水(OH-)如常温下,pH=13的CH3COONa溶液中,溶液中的c(H+)=10-13mol·L-1、c(OH-)=10-1mol·L-1,溶液中的OH-、H+均全部来自水的电离,但CH3COO-水解消耗掉水电离的部分H+,所以溶液中的H+比水电离的H+少,c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(OH-)=10-1mol·L-1。-9-基础梳理考点突破对点演练例1常温下,有下列水溶液:①pH=0的盐酸②0.5mol·L-1的盐酸③0.1mol·L-1的NH4Cl溶液(pH≈5)④0.1mol·L-1的NaOH溶液⑤0.5mol·L-1的NH4Cl溶液⑥1mol·L-1的NaCl溶液,以上溶液中,水电离的c(H+)由大到小的顺序是⑤③⑥④②①。①中由水电离出的c(H+)=1×10-14mol·L-1。③中由水电离出的c(H+)=1×10-5mol·L-1。解析:属于酸溶液的有①和②,其中①c(H+)较大;属于盐溶液的有③⑤⑥,其中⑤酸性较强,⑥不水解,呈中性;属于碱溶液的有④,因为盐的水解能促进水的电离,酸、碱的电离抑制水的电离,故水电离出的c(H+)由大到小的顺序为⑤③⑥④②①。①中由水电离出的c水(H+)=c水(OH-)=𝐾W𝑐溶液(H+)=1×10-14100mol·L-1=1×10-14mol·L-1。③中由水电离出的c水(H+)=c溶液(H+)=1×10-5mol·L-1。-10-基础梳理考点突破对点演练方法技巧分析此类题时,我们可以采用分类方法进行思考,酸、碱均抑制水的电离,所以常温下pH=a的酸与pH=b的碱,当a+b=14时酸、碱抑制程度相同,水电离出的c水(H+)=c水(OH-)10-7mol·L-1;同理当水电离出的c水(H+)=c水(OH-)10-7mol·L-1时为能促进水电离的盐溶液,如c水(H+)=c水(OH-)=10-1mol·L-1的溶液可能是pH=1的NH4Cl溶液,也可能为pH=13的Na2CO3溶液。-11-基础梳理考点突破对点演练考向一影响水电离平衡的因素及结果判断1.(2018天津耀华中学高三模拟)一定温度下,水存在H2OH++OH-ΔH0的平衡,下列叙述一定正确的是()A.向水中滴入少量稀盐酸,平衡逆向移动,KW减小B.将水加热,KW增大,pH减小C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)减小D.向水中加入少量固体硫酸钠,c(H+)=10-7mol·L-1,KW不变答案解析解析关闭A项,温度不变,KW应不变;C项,平衡应正向移动;D项,由于没有指明温度,c(H+)不一定等于10-7mol·L-1。答案解析关闭B-12-基础梳理考点突破对点演练2.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图,下列说法正确的是()A.升高温度,可能引起由C向B的变化B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13C.该温度下,加入FeCl3可能引起由B向A的变化D.该温度下,稀释溶液可能引起由C向D的变化答案解析解析关闭图中曲线上的点对应同一温度下的水溶液中的c(H+)和c(OH-),升高温度,水的离子积常数发生改变,所以升温不可能引起由C向B的变化,A项错误;B点对应的c(H+)=c(OH-),KW=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14,B项错误;Fe3+水解使溶液显酸性,图中A点c(OH-)c(H+),C项正确;C到D的过程中c(OH-)减小,c(H+)不变,所以只稀释溶液不会引起由C向D的变化,D项错误。答案解析关闭C-13-基础梳理考点突破对点演练考向二水电离出的c(H+)或c(OH-)的定量计算3.常温下,计算下列溶液中由水电离出的c(H+)或c(OH-)。(1)pH=2的盐酸:c水(H+)=。(2)pH=11的NaOH溶液:c水(OH-)=。(3)pH=2的FeCl3溶液:c水(H+)=。(4)pH=11的Na2CO3溶液:c水(OH-)=。答案:(1)1×10-12mol·L-1(2)1×10-11mol·L-1(3)1×10-2mol·L-1(4)1×10-3mol·L-1-14-基础梳理考点突破对点演练解析:(1)pH=2,c(H+)=1×10-2mol·L-1,c水(H+)=c水(OH-)=mol·L-1=1×10-12mol·L-1。(2)pH=11,c(H+)=1×10-11mol·L-1,c水(H+)=c(H+)=1×10−11mol·L-1;因为c水(OH-)=c水(H+),故c水(OH-)=1×10-11mol·L-1。(3)pH=2,c(H+)=1×10-2mol·L-1,在FeCl3溶液中c水(H+)=c(H+)=1×10-2mol·L-1。(4)pH=11,c(H+)=1×10−11mol·L-1,c(OH-)=1×10-3mol·L-1,在Na2CO3溶液中c水(OH-)=c(OH-)=1×10-3mol·L-1。1×10-141×10-2-15-基础梳理考点突破对点演练4.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水(H+)=。(2)0.1mol·L-1NaOH溶液中c水(OH-)=。(3)pH=11Na2CO3溶液中c水(OH-)=。答案:(1)1×10-6mol·L-1(2)1×10-11mol·L-1(3)0.1mol·L-1解析:(1)c水(H+)=1×10-12mol·L-1=1×10-6mol·L-1。(2)c(OH-)=0.1mol·L-1,c(H+)=1×10-120.1mol·L-1=1×10-11mol·L-1,c水(OH-)=c水(H+)=c(H+)=1×10-11mol·L-1。(3)pH=11,c(H+)=1×10-11mol·L-1,c(OH-)=1×10-121×10-11mol·L-1=0.1mol·L-1,在Na2CO3溶液中c水(OH-)=c(OH-)=0.1mol·L-1。-16-基础梳理考点突破对点演练溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)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-1=7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-17-17-基础梳理考点突破对点演练2.pH(1)定义式:pH=-lgc(H+)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系:室温下:(3)适用范围:pH为0~14。(4)pH试纸的使用。把一小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的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。名师点拨pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释而产生误差。广泛pH试纸只能测出整数值(不精确)。-18-基础梳理考点突破对点演练3.常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂变色范围(pH)石蕊5.0红色5.0~8.0紫色8.0蓝色甲基橙3.1红色3.1~4.4橙色4.4黄色酚酞8.2无色8.2~10.0浅红色10.0红色-19-基础梳理考点突破对点演练1.单一溶液pH的计算(1)强酸溶液,如HA溶液,设其浓度为cmol·L-1,则c(H+)=cmol·L-1,pH=-lgc。(2)强碱溶液,如BOH溶液,设其浓度为cmol·L-1,则c(OH-)=cmol·L-1,c(H+)=10-14𝑐mol·L-1,pH=14+lgc。2.溶液混合后pH的计算(1)强酸与强酸溶液混合,先求c(H+),再求pH。c(H+)=𝑛1(H+)+𝑛2(H+)𝑉总,pH=-lgc(H+)(2)强碱与强碱溶液混合,先求c(OH-),再通过KW求其c(H+)和pH。c(OH-)=𝑛1(OH-)+𝑛2(OH-)𝑉总,c(H+)=𝐾W𝑐(OH-),pH=-lgc(H+)=-lg𝐾W𝑐(OH-)-20-基础梳理考点突破对点演练3.强酸溶液与强碱溶液混合后pH的计算(1)若酸过量。(2)若酸与碱正好完全反应,pH=7。(3)若碱过量,则先求c(OH-),再求c(H+)和pH。4.未标明强弱的酸、碱溶液混合把pH=2与pH=12的酸碱溶液等体积混合后,其pH不一定等于7。若两者为强酸、强碱,则pH=7;若为弱酸、强碱,则弱酸有余,pH7;若为强酸、弱碱,则弱碱有余,