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与pH学习目标1.了解水的电离平衡以及影响因素。(重点)2.了解水的离子积并能运用其进行简单计算。(难点)3.了解溶液的酸碱性与pH的关系和溶液酸碱性的判断依据与方法。(重难点)一、水的电离1水的电离水是一种极弱的电解质。电离方程式为2H2OH3OOH，也可简写为H2OHOH。2水的离子积常数(1)水的电离常数：K电离。(2)水的离子积常数。KWc(H)c(OH)。随着温度的升高，水的离子积增大。在室温下，纯水中的c(H)c(OH)107 molL1，KW1.01014。(3)适用范围。KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。1离子积
2、表达式KWc(H)c(OH)中的c(H)和c(OH)一定是水电离出的c(H)和c(OH)吗？【提示】表达式中的c(H)和c(OH)均表示整个溶液中的c(H)和c(OH)，不一定只是水电离出的c(H) 和c(OH)。2某温度时，水溶液中Kw41014，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？【提示】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)2107mol/L。二、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性c(H)与c(OH)的关系c(H)的范围(25 )pH范围(25 )中性溶液c(OH)c(H)c(H)1.01077酸性溶液c(OH)1.0107c(H
3、)c(H)72.pH(1)计算公式：pHlg c(H)(2)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。(3)测定方法：溶液pH的测定方法有pH试纸法、pH计法。3(1)某溶液中c(H)106 mol/L，该溶液一定为酸性吗？(2)某溶液的pH7，该溶液一定为中性吗？(3)某溶液中c(H)c(OH)，该溶液一定为酸性吗？【提示】(1)、(2)温度不确定，不能确定溶液的酸碱性。(3)一定为酸性。1易误诊断(1)升高温度，水的电离程度增大。 ()(2)c(H)c(OH)的溶液一定呈中性。 ()(3)使用pH试纸时应先将试纸湿润，然后再测定溶液的pH。()(4)某温度下，
4、纯水中c(H)2.0107 mol/L，则此时c(OH)5108 mol/L。()(5)25 时，0.1 mol/L的盐酸中，由水电离出的c(H)1.01013 mol/L。()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)225 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，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，pH不变【解析】本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c(H)、c(OH)或KW的变
5、化。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=NaHSO，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，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。【答案】B3下列溶液一定呈中性的是()ApH7的溶液Bc(H)c(OH)的溶液C由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D非电解质溶于水得到的溶液【解析】A项，只有在25 下pH7的溶液才呈中性，如100 时，纯水中有：c(H)c
6、(OH)1.0106 mol/L，此时pH6为中性，pH7为碱性，故A项错误；B项，c(H)c(OH)的溶液，一定为中性，故B项正确；C项，如果酸、碱不是相同元数的酸、碱，如H2SO4和NaOH等物质的量混合，酸过量显酸性，故C项错误；D项，如非电解质SO2溶于水得到H2SO3，显酸性，故D项错误。【答案】B学生分组探究一水的电离第1步探究问题引入，自主探究1升高温度水的离子积变大还是变小？【提示】变大。2常温下水的离子积为KW1014，NaOH水溶液中KW是多少？【提示】KW1014。第2步阐述要点归纳，深化知识1水的电离平衡H2OHOHH0条件变化移动方向c(H)c(OH)KW升高温度向右
7、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2.水电离的H或OH浓度计算(1)纯水c(H)c(OH)。(2)酸溶液中OH是水电离产生的，故水电离的H浓度等于溶液中OH的浓度。即c(H)H2Oc(OH)c(H)。(3)碱溶液中H是水电离产生的，故水电离的OH浓度等于溶液中H的浓度。即c(OH)H2Oc(H)c(OH)。(1)无论是纯水，还是酸性、碱性或中性溶液中，由水电离出的c(H)c(OH)。(2)25 ，任何稀的电解质水溶液中c(H)c(OH)KW这一关系不变，当条件改变使c(H)增大时，c(OH)必然降低，反之亦然。第3步例证典例
8、印证，思维深化已知水在25 和100 时，电离平衡曲线如图所示：(1)25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)，请说明理由_。(2)下列措施能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H)c(OH)的是_。A向纯水中投入少量Na2O2B将水加热煮沸C向水中通入CO2D向水中加入NaCl【解析】(1)水的电离是吸热过程，当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中c(H)、c(OH)都增大，结合图像中A、B曲线变化情况及c(H)、c(OH)可以判断25 时水的电离平衡曲线应为A。(2)影响水电离平衡的因素很多。A生成NaOH，使c(OH)c(H)；B可促进水的电离，但c(H)c(OH)；D
9、对水的电离无影响；C可与水反应生成H2CO3，抑制水的电离，但H2CO3HHCO，使c(H)c(OH)。【答案】(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小(2)C第4步运用精选习题，落实强化1将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是()A水的离子积变大，pH变小，呈酸性B水的离子积不变，pH不变，呈中性C水的离子积变小，pH变大，呈碱性D水的离子积变大，pH变小，呈中性【解析】升高温度，水的电离平衡右移，电离程度增大，c(H)和c(OH)同时增大，KW增大，但由于c(H)和c(OH)始终保持相等，故仍呈中性。 【答案】D2常温下，0.1 molL1的NaOH溶液中由
10、水电离出的OH的物质的量浓度为 ()A0.1 molL1B1.01013 molL1C1.0107 molL1 D无法确定【解析】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0.1 molL1的NaOH溶液中c(OH)0.1 molL1，则由水电离出的OH的物质的量浓度c(H)1.01013 molL1。【答案】B3下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是()A因为水的离子积常数的表达式是：KWc(H)c(OH)，所以KW随溶液H和OH浓度的变化而变化B水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量C水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的
11、变化而变化D水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量【解析】水的离子积常数KWK电离c(H2O)，一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KWc(H)c(OH)，但是只要温度一定，KW就是不变的常数，溶液中H的浓度变大，OH的浓度就变小，反之亦然。【答案】C4(1)某温度(t )时，水的KW11012，则该温度(填“”、“11014，因此温度大于25 。 (2)该温度下该溶液中c(OH)1105 molL1，因为c(OH)c(H)，所以溶液呈碱性；NaOH溶液中由水电离出来的c(OH)等于溶液中的c(H)，即为
12、1107 molL1。【答案】(1)升温促进水电离，KW增大(2)碱性1107促进或抑制水的电离平衡的因素,(1)促进水的电离平衡的因素有升温、加入能消耗H或OH的物质(如加活泼金属)。,(2)抑制水的电离平衡因素有降温、加入酸(或强酸的酸式盐)、加入碱。学生分组探究二溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系第1步探究问题引入，自主探究1强酸的酸性一定比弱酸的酸性强吗？【提示】不一定。2等浓度等体积的HCl与CH3COOH中和NaOH的量相同吗？【提示】相同。第2步阐述要点归纳，深化知识1溶液的酸碱性与酸碱强弱的区别(1)溶液的酸碱性指的是溶液中c(H)、c(OH)的相对大小；而酸和碱的酸碱性是指其潜在的
13、电离出H或OH的能力。(2)酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的。强酸、强碱在溶液中完全电离，弱酸、弱碱在溶液中部分电离。2溶液的酸碱性与酸碱强弱的联系(1)强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强。(2)酸性强的溶液不一定是强酸溶液。(3)酸性相同的溶液弱酸浓度大，中和能力强。例如：c(H)1 molL1的醋酸溶液和盐酸溶液，体积均为1 L时，醋酸溶液中和能力更强。(4)中和能力相同的酸，其提供H的能力相同。例如：1 L 0.1 molL1的CH3COOH和1 L 0.1 molL1的盐酸，均可提供0.1 mol的H。3溶液pH的测定方法(1)酸碱指示剂这种方法只能测出pH的范围，一般不能
14、准确测定pH。常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表：指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围(pH)3.14.45.08.08.210.0溶液颜色红(酸色)、橙、黄(碱色)红(酸色)、紫、蓝(碱色)无色(酸色)、浅红、红(碱色)(2)pH试纸法：可以粗略测定溶液的pH。其使用方法如下：测量时，将pH试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的pH试纸上，在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH。测定溶液的pH时，pH试纸不能湿润，否则，非中性溶液的pH测定值将比实际pH大(酸)或小(碱)。用广泛pH试纸测溶液的pH时，pH只能读整数。(3)pH计：精确测定溶液的pH时使用pH计(也叫酸
15、度计)，测量时可以从仪器上直接读出溶液的pH。第3步例证典例印证，思维深化关于溶液的酸碱性说法正确的是()Ac(H)很小的溶液一定呈碱性BKW1014的溶液一定呈中性Cc(OH)c(H)的溶液一定呈中性D不能使酚酞试液变红的溶液一定呈酸性【解析】c(H)c(OH)的溶液一定呈碱性，A错误；KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液，25 时溶液的KW1014，与溶液呈什么性无关系，B错误；酚酞的变色范围为(pH)：8.210.0，所以不能使酚酞变红的溶液可能显酸性，也可能显中性或弱碱性，D错误。【答案】C第4步运用精选习题，落实强化1用pH试纸测定溶液的pH，正确操作是()A将一小块试纸放在表
16、面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照C将一小块试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D将一小块试纸先用蒸馏水润湿后，再在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照【解析】A项，正确；B项，pH试纸不能预先用蒸馏水润湿，否则测酸溶液的pH时将会使所测pH偏大，测碱溶液的pH时将会使所测pH偏小，而对中性溶液不影响；C项，不能将pH试纸浸入到溶液中去测溶液的pH；D项明显不对。【答案】A225 的下列溶液中，碱性最强的是()ApH11的溶液Bc(OH)0.12 mo
17、lL1C1 L中含有4 g NaOH的溶液Dc(H)11010 molL1的溶液【解析】常温下，可以根据pH或c(H)比较溶液的酸碱性，同样也可以根据c(OH)的大小来比较。A、C、D三个选项中溶液的c(OH)依次为1103 molL1、0.1 molL1、1104 molL1，所以B中溶液的c(OH)最大，碱性最强。【答案】B3下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是 ()A相同条件下，溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强BpH7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pHlgc(H)，所以p
18、H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项在室温下，pH7的溶液呈酸性，B项正确；C项当c(H)或c(OH)小于1 molL1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，故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，正确的做法为取一小片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，所以D项错误。【答案】D溶液酸碱性判断的误区(1)误认为含有H的溶液就显酸性，任何水溶液中都含有H和OH。(2)误认为能使酚酞变红的溶液显碱性，则不能使酚酞变红的溶液就是酸性溶液，常温下
19、pH8.2的溶液不能使酚酞变红，该溶液可能呈酸性、中性或碱性。(3)误认为只要pH7溶液就呈酸性，该判断依据的适用条件是25 。实验探究(4)测定溶液pH的问题探究中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 时，若溶液的pH7，试纸不变色；若pH7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H浓度来测定溶液的pH。1现欲测定100 沸水的pH及酸碱性，甲同学使用pH试纸测定，请推测pH试纸呈什么颜色，溶液的酸碱性如何？【提示】pH呈黄色，沸水呈中性。2同样测定100 沸水的pH及酸碱性，乙同学选择了pH计，请分析pH计的读数等于7吗？水溶液还呈
20、中性吗？【提示】由于沸水电离程度增大，溶液中c(H)增大，所以测定的pH7，但由于c(H)c(OH)，溶液呈中性。3由2的实验结果分析pH7的溶液一定是酸性溶液吗？那么pH等于大于7的溶液一定分别是中性溶液和碱性溶液吗？【提示】不一定。只有在常温下才能满足。当在100 的时候，水的离子积为1.01012，此时中性溶液的pH为6，pH6的为碱性溶液。4丙同学测定溶液pH时先将pH试纸润湿后再进行测定。分析这样测定的pH会怎样变化？【提示】可能变大，可能变小，也可能不变。因为用水润湿以后再测定溶液的酸碱性时就相当于稀释溶液，当溶液为酸性时，酸性减弱，pH变大；当溶液为碱性时，碱性减弱，pH变小；当
21、溶液呈中性时，用水润湿，没有影响，所以pH不变。课时作业(十二)1下列因素能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是()ACH3COOHBC升高温度 DNaOH【解析】水的电离是吸热的，升温，电离平衡向右移动。【答案】C2如果25 时，KW1.01014，某温度下Kw1.01012。这说明()A某温度下的电离常数较大B前者的c(H)较后者大C水的电离过程是一个放热过程DKW和K电离无直接关系【解析】由KW导出过程可知，KW和K电离是有直接关系的两个量KWK电离c(H2O)。【答案】A3下列说法正确的是()A水的电离方程式：H2O=HOHB升高温度，水的电离程度增大C在NaOH溶液中没有
22、HD在HCl溶液中没有OH【解析】水是极弱电解质，只有少部分电离，应用“”表示，故A错；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c(OH)c(H)，在HCl溶液中c(OH)c(H)，在酸碱溶液中都存在H和OH，所以C、D项错误。【答案】B4在25 时，某稀溶液中由水电离产生的H浓度为1.01013 molL1，下列有关该溶液的叙述，正确的是()A该溶液可能呈酸性 B该溶液一定呈碱性 C该溶液的pH一定是1 D该溶液的pH不可能为13 【解析】由水电离产生的c(H)1.01013 molL1，则由水电离产生的c(OH)1.01013 molL1。所以该溶液可能显酸性
23、，也可能显碱性，显酸性时pH1，显碱性时pH13，故A正确。【答案】A5向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是()Ac(H)c(OH)不变BpH减小了Cc(OH)降低了D水电离出的c(H)增加了【解析】水的电离逆向移动，水电离产生的H、OH浓度均减小，但溶液的酸性增强，pH减小，B、C正确，D错误；因水的离子积常数只受温度影响，故A项正确。【答案】D6液氨与水的电离相似，存在着微弱的电离：2NH3NHNH。对该体系的说法中错误的是 ()A一定温度下，液氨中c(NH)与c(NH)的乘积为一常数B液氨的电离达到平衡时，c(NH)c(NH)C只要不加入其他物质，液氨中c(NH)总是与c(NH)
24、相等D液氨中含有NH3、NH、NH、H2O、NH3H2O等微粒【解析】液氨中无H2O、NH3H2O等微粒，D错。【答案】D7有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作_(填“正确”或“错误”)，其理由是_；(2)该操作是否一定有误差？_；(3)若用此方法分别测定c(OH)相等的氢氧化钠溶液和氨水的pH，误差较大的是_，原因是_；(4)只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1 molL1硫酸溶液和0.01 molL1硫酸溶液？_，简述操作过程：_。试剂：A.紫色石蕊试液B酚酞试液C甲基橙溶液D蒸馏水E氯化
25、钡溶液FpH试纸【解析】(1)用pH试纸测量溶液时，pH试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。(2)若溶液呈酸性或碱性，稀释必然会造成测量数据错误，若溶液呈中性，则对结果无影响。(3)NH3H2O是弱电解质，加水稀释时，促进它的电离，故对OH浓度相等的氢氧化钠和氨水溶液来说，加水稀释相同倍数，氨水的pH减小程度小些，误差小些。(4)分别测定这两种硫酸溶液的pH，pH较小的是浓度较大的硫酸溶液，pH较大的是浓度较小的硫酸溶液。【答案】(1)错误该学生测得的pH是稀释后溶液的pH(2)该学生操作错误，但不一定产生误差。因为原溶液不是中性时，稀释后溶液pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；
26、若是中性溶液，稀释不会产生误差(3)氢氧化钠溶液稀释过程中，NH3H2O继续电离出OH，减弱了因稀释OH浓度减小程度，所以测得氢氧化钠溶液误差较大(4)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，其显示的颜色与标准比色卡对照，pH较大的是0.01 molL1硫酸溶液8常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是()ApH1的溶液中：Fe2、NO、SO、NaB由水电离的c(H)11014molL1的溶液中：Ca2、K、Cl、HCOCc(H)/c(OH)1012的溶液中：NH、Al3、NO、ClDc(Fe3)0.1 molL1的溶液中：K、ClO、SO、SCN【解析】A中Fe2、NO、H会发生
27、氧化还原反应；B项，符合条件的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性 溶液，HCO既与H反应，又与OH反应，B错误；1012的溶液为强酸性溶液，离子可以大量共存，C正确；Fe33SCN=Fe(SCN)3，D错误。【答案】C925 时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是()1 molL1的盐酸0.1 molL1的盐酸0.01 molL1的NaOH溶液1 molL1的NaOH溶液A1101001B110110121014C14131214 D141321【解析】25 时，Kw11014。酸溶液中由水电离出的c(H)等于该溶液中由水电离出的c(OH)，所以c(H)1 molL1，由水电离出的
28、c(H)与溶液中c(OH)相等，等于1014 molL1；c(H)0.1 molL1，则由水电离出的c(H)1013 molL1。碱溶液中由水电离出的c(H)等于该溶液中的c(H)，所以，c(OH)0.01 molL1，由水电离出的c(H)1012 molL1，由水电离出的c(H)1014 molL1。即四种溶液中由水电离出的c(H)之比为10141013101210141101001。【答案】A10已知室温时，0.1 molL1的某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列各问题； (1)该溶液的pH_。 (2)HA的电离平衡常数K_。(3)升高温度时，K将_(填“增大”、“减小”或“不变”)，pH将_(填“增大”、“减小”或“不变”)。(4)由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的_倍。【解析】(1)HA电离出的c(H)(0.10.1%)molL11104 molL1，pHlg(1104)4；(2)电离平衡常数K1107；(3)因HAHA，电离过程是吸热的，所以升高温度，c(H)、c(A)均增大，则K增大，而pH减小；(4)c(H)HA1104 molL1，c(H)水c(OH) molL111010 molL1，所以c(H)HAc(H)水(1104)(11010)106。【答案】(1)4(2)1107(3)增大减小(4)106