2019-2020学年高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第2节 水的电离和溶液的酸碱性 第1课时

第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性学习目标重点难点1.了解水的电离及水的离子积常数。【重点】1.外界条件改变对水电离平衡的影响。2.溶液酸碱性的判断。2.了解溶液的酸碱性与pH的定义。【难点】水的离子积及相关计算。水的电离1．水的电离方程式：H2O＋H2O________________。常温下，纯水中c(OH－)＝_________________，c(H＋)＝______________。H3O＋＋OH－1×10－7mol·L－11×10－7mol·L－12．100℃时，纯水中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，Kw＝____________，pH＝____，此时溶液显____性。3．影响Kw的因素是______。温度升高，Kw______，原因是_______________。1×10－126中温度增大水的电离吸热1．水电离出的H＋和OH－始终相等吗？为什么？【答案】由H2OH＋＋OH－可知，由水电离出的H＋和OH－始终相等。2．某温度时，水溶液中Kw＝4×10－14，那么该温度比室温(25℃)高还是低？该温度下纯水中c(H＋)是多少？【答案】因此时水的离子积大于常温时水的离子积，故温度高于25℃，此时c(H＋)＝2×10－7mol/L。1．溶液的酸碱性溶液的酸碱性是由溶液中c(H＋)与c(OH－)相对大小决定的。(1)c(H＋)c(OH－)，溶液呈____性；(2)c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈____性；(3)c(H＋)c(OH－)，溶液呈____性。溶液的酸碱性与pH酸中碱2．pH(1)计算公式：pH＝______________。(2)适用范围：0～14。(3)表示意义：表示溶液酸碱性的强弱：pH越小，酸性越强；pH越大，碱性越强。－lgc(H＋)3．pH的测定方法(1)酸碱指示剂法。该法只能测溶液pH的大致范围，常见的酸碱指示剂有甲基橙、______、______。(2)pH试纸法。常用的pH试纸有______试纸和______试纸。前者的pH差值为______，后者的pH差值约为0.2或0.3。(3)pH计测定法。石蕊酚酞广泛精密11．某溶液中c(H＋)＝10－6mol/L，该溶液一定是酸性吗？【答案】不一定。由于温度不确定，有可能呈中性或碱性。2．某溶液的pH＝7，该溶液一定为中性吗？【答案】不一定。只有在常温下，pH＝7才呈中性，不是常温下时，pH＝7呈酸性或碱性。影响水的电离平衡的因素(1)酸、碱在纯水中加入酸或碱，可以打破水的电离平衡，促使水的电离平衡逆向移动，水的电离程度减小，Kw不变，而c(H＋)≠c(OH－)。酸溶液的pH表示的c(H＋)是主要溶质酸电离的，通过水的离子积(Kw)的公式计算出水电离出的c(OH－)水，c(H＋)水＝c(OH－)水。碱溶液的pH表示的c(H＋)则为水电离出的c(H＋)水，因为碱本身不电离出H＋。水的电离(2)温度温度可以影响水的电离平衡。水的电离是吸热过程，温度升高，电离平衡向右移动，水的电离程度增大，Kw增大，pH降低，但c(H＋)与c(OH－)始终保持相等，水仍然呈中性。常温时，水的离子积Kw＝1.0×10－14，100℃时，Kw＝1.0×10－12。(3)其他因素如向水中加入活泼金属，由于水电离出的H＋直接与金属发生作用，因而促进了水的电离，平衡向电离的方向移动。(后面要学习到的某些盐类的水解也是促进水的电离的重要因素)理解Kw应注意的几个问题(1)不同的溶液中，c(H＋)与c(OH－)不一定相等，但由水电离产生的c(H＋)与c(OH－)一定相等。(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以升高温度，有利于水的电离，Kw增大。在室温下，可认为Kw为1.0×10－14。(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱及盐的稀溶液。在酸溶液中，c(H＋)溶液＝c(H＋)酸＋c(H＋)水；在碱溶液中，c(OH－)溶液＝c(OH－)碱＋c(OH－)水。酸溶液中酸电离出的c(H＋)大于水电离的c(H＋)的100倍时，可以忽略水电离的H＋；同理，碱溶液中碱电离的c(OH－)大于水电离的c(OH－)的100倍时，可以忽略水电离的OH－。识别水的电离平衡曲线(1)曲线的坐标为溶液中c(OH－)和c(H＋)。(2)某一曲线上的任意一点水的离子积常数相等。(3)坐标内位于左下方的点水的离子积小于处于右上方的点水的离子积。(4)由A到B的转变只能升高温度，加电解质、加水等都不能实现。如果25℃时，Kw＝1.0×10－14,100℃下，Kw＝1.0×10－12。下列说法错误的是()A．100℃下水的电离程度较大B．前者的c(H＋)较后者小C．水的电离过程是一个放热过程D．温度越高，Kw越大【答案】C【解析】水的电离是吸热过程，温度越高，电离程度越大，100℃时水的电离程度大于常温时水的电离程度，故A、D两项正确，C项错误；温度越高，水的离子积越大，c(H＋)和c(OH－)越大，前者的c(H＋)较后者小，故B项正确。下列物质对水的电离起抑制作用的是()A．HClB．NH4ClC．CH3COONaD．NaCl【答案】A(2015年延边二中高二期末)水的电离过程为H2OH＋＋OH－，不同温度下其平衡常数为Kw(25℃)＝1.0×10－14，Kw(35℃)＝2.1×10－14。下列叙述正确的是()A．向水中加入NaHCO3溶液会抑制水的电离B．35℃时，纯水中c(H＋)＞c(OH－)C．向水中加入NaHSO4溶液会抑制水的电离D．c(H＋)随着温度的升高而降低【答案】C溶液的pH与溶液酸碱性的关系对于酸碱性较弱的溶液用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性强弱很不方便，化学上常用pH来表示溶液酸碱性的强弱。pH＝－lgc(H＋)。溶液的酸碱性与c(OH－)和c(H＋)相对大小、c(H＋)和pH的关系如下表所示：溶液的酸碱性与pH溶液的酸碱性c(H＋)与c(OH－)的相对大小25℃溶液的pHc(H＋)(mol/L)c(OH－)(mol/L)Kw备注酸性c(H＋)c(OH－)710－710－71×10－14pH越小，c(H＋)越大，溶液的酸性越强；pH越大，c(OH－)越大，溶液的碱性越强碱性c(H＋)c(OH－)710－710－7中性c(H＋)＝c(OH－)＝7＝10－7＝10－7特点提醒：pH的范围通常是0～14，即pH仅适用于c(H＋)≤1mol/L或c(OH－)≤1mol/L的电解质稀溶液，当溶液中c(H＋)或c(OH－)大于1mol/L时，直接用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性。强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较项目等物质的量浓度的盐酸(a)与醋酸(b)等pH的盐酸(a)与醋酸(b)pH或物质的量浓度pH：ab物质的量浓度：ab溶液导电性aba＝b等体积溶液中和NaOH的量a＝bab分别加该酸的钠盐固体后pHa：不变b：变大a：不变b：变大开始与金属反应的速率ab相同等体积溶液与过量活泼金属产生H2的量相同ab(2019年甘肃兰州一中期末)常温下，下列各组离子能在指定环境中大量共存的是()A．c(ClO－)＝0.1mol/L的溶液中：NH＋4、Al3＋、Cl－、NO－3B．水电离出的c(H＋)＝10－4mol/L的溶液中：Na＋、K＋、SO2－4、CO2－3C．水电离出的c(H＋)＝1×10－14mol/L的溶液中：Na＋、HSO－3、K＋、Cl－DcH＋cOH－＝1012的溶液中：CO2－3、PO3－4、K＋、Na＋【答案】B室温下10mLpH均为3的醋酸和盐酸两种溶液，下列叙述正确的是()A．使温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变B．分别加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大C．分别加水稀释到100mL后，醋酸溶液的pH大D．分别加水稀释到pH＝4时，盐酸加水多【答案】B【解析】醋酸为弱酸，升温促进了醋酸电离，醋酸溶液pH减小，A错误；加入醋酸钠晶体，使醋酸电离平衡逆向移动，溶液pH增大，盐酸中加入醋酸钠，因醋酸钠水解，溶液pH增大，B正确；加水稀释，醋酸电离程度增大，醋酸溶液pH小，C错误；加水稀释到相同pH，醋酸电离程度增大，醋酸加水多，D错误。