1、第二节水的电离和溶液的pH第1课时水的电离溶液的酸碱性与pH发展目标体系构建1.认识水的电离，了解水的离子积常数。2.认识溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。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H2OH2OH3OOH，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。升高温度，水的平衡常数如何变化？提示：升高温度，水的平衡常数增大。二、溶液的
2、酸碱性与pH1比较常温时下列情况中，c(H)和c(OH)的值或变化趋势(选填“增大”或“减小”“1107 molL1”“相等”)体系纯水向纯水中加入少量盐酸向纯水中加入少量氢氧化钠溶液c(H)107_molL1增大减小c(OH)107_molL1减小增大c(H)和c(OH)的大小比较相等c(H) c(OH)c(H) c(OH)酸性溶液中是否含有OH，碱性溶液中是否含有H？提示：依据水的离子积常数Kwc(H)c(OH)可以判断，酸性溶液中、碱性溶液中均含有H和OH。2溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系(选填“”“”或“”)c(H)与c(OH)的关系c(H)的范围(25 )/(molL1)中
3、性溶液c(OH)c(H)c(H)1.0107酸性溶液c(OH)1.0107碱性溶液c(OH)c(H)c(H)0，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，c(H)不变B本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析水的电离平衡的移动方向，再讨论c(H)、c(OH)或Kw的变化。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，
4、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，c(H)增大，D项不正确。3常温下，某溶液中由水电离出的c(H)水1.01013 molL1，该溶液可能是 ()A二氧化硫水溶液B氯化钠水溶液C硝酸钠水溶液D硫酸钠水溶液Ac(H)水1.01013 molL11.0107 molL1，说明水的电离受到抑制，溶液既可能呈酸性，也有可能呈碱性。A项，SO2H2OH2SO3，H2SO3HSOH，HSOSOH，溶液呈酸性。B、C、D项溶液呈中性，不符合题意。水的电离(素养养成宏
5、观辨识与微观探析)用电导仪测定水的电导率，如下图。接通直流电源，发现纯水的电导率不为零，说明纯水中含有自由移动的离子，说明纯水中部分水发生了电离。问题1由以上实验判断水是不是电解质？若是，请写出水的电离方程式，并判断由水分子电离出的OH和H数目是否相等？提示：水是弱电解质，H2OHOH，水电离出的H和OH的数目相等。问题2结合弱电解质电离平衡的影响因素，填写下表空白。水的电离平衡：H2OHOHH0影响因素移动方向c(H)c(OH)Kw升温向右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问题3在水的离子积常数Kwc(H)c(OH)中，c(H)、c(OH)都是水电离出的c(H)
6、、c(OH)吗？在酸或碱溶液中水电离出的c(H)与c(OH)还相等吗？提示：Kwc(H)c(OH)中，c(H)、c(OH)不一定都是水电离出来的。在酸或碱溶液中水电离出的c(H)与c(OH)相等。水电离出的c(H)或c(OH)的计算Kw表达式中，c(H)、c(OH)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：(1)酸溶液中Kwc(H)酸c(OH)水(忽略水电离出的H的浓度)，即c(H)水c(OH)水Kw/c(H)酸。(2)碱溶液中Kwc(H)水c(OH)碱(忽略水电离出的OH的浓度)，即c(H)水Kw/c(OH)碱。(3)纯水中，水电离出的c(H)与水电离出的c(OH)一定相等，即c(H
7、)c(OH)。1常温下，0.1 molL1的NaOH溶液中由水电离出的OH的物质的量浓度为()A0.1 molL1B1.01013 molL1C1.0107 molL1D1.0106 molL1BNaOH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。2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)将A点变为B点，采取的措施是_。(3)C点c(H)_，D
8、点c(OH)_。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)A点Kw1014，B点Kw1012，故由A点变为B点须进行升温。(3)c(H) molL1108 molL1。c(OH) molL1108 molL1。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)升高温度至100 (3)108 molL1108 molL1溶液pH的测定与计算(素养养成宏观辨识与微观探析)中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于
9、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。问题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：试纸呈淡黄色，沸水呈中性。问题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。问题3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会有怎样
10、的误差？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；当溶液呈中性时，用水润湿，没有影响，所以pH不变。问题425 某溶液由水电离出的c(H)11012 molL1，请探究该溶液的pH可能为多少？提示：若为酸性溶液，则水电离出的c(OH)11012 molL1，则c(H) molL11102 molL1，则pH2；若为碱性溶液，则c(H)c(H)水11012 molL1，则pH12。1单一溶液pH的计算(1)强酸溶液，如HnA溶液，设溶质的物质的量浓度为c molL1，c(H)
11、nc molL1，pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液，如B(OH)n溶液，设溶质的物质的量浓度为c molL1，c(H) molL1，pHlg c(H)14lg nc。2两强酸混合后pH的计算由c(H)混先求出混合后的c(H)混，再根据公式pHlg c(H)求pH。若两强酸溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH3和pH5的盐酸等体积混合后，pH3.3。3两强碱混合后pH的计算由c(OH)混先求出混合后的c(OH)混，再通过Kw求出混合后的c(H)，最后求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的
12、减0.3。如pH9和pH11的烧碱溶液等体积混合后，pH10.7。4强酸、强碱混合后溶液pH的计算方法(1)若强酸、强碱混合恰好完全反应，则混合后溶液中的pH7(25 )。(2)若酸过量，直接求反应后溶液中的c混(H)，c混(H)。(3)若碱过量，应先求混合后溶液中的c混(OH)，再求c混(H)，c混(OH)，c混(H)。题组1溶液pH的测定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
13、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AA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。2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_；
14、(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？_(填“能”或“否”)，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
15、，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，稀释后溶液的pH发生了变化，只是弱酸或弱碱溶液变化程度小些；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，弥补了因稀释OH浓度减小浓度，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硫酸溶液题组2溶液的混合与稀释3常温下，关于溶液的稀释，下列说法正确的是()ApH3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H2SO4溶
16、液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H)1106 molL1C将1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6CA项，CH3COOH是弱酸，在稀释过程中电离程度增大，稀释100倍后，3pHc，B正确；C项，温度不变，Kw不变，故C错；D项，pH：ba，故c(H)：ab，D错。5常温下，pH2的盐酸与pH4的盐酸，若按110的体积比混合后，溶液的c(H)为_，pH为_。解析c(H) molL1103 molL1，pH3。答案1103 molL136常温下，将200 mL 5103 molL1 NaOH溶液与100 mL 2
17、102 molL1 NaOH溶液混合后，溶液的c(OH)为_，c(H)为_，pH为_。答案1.0102 molL11.01012 molL112pH相等的强酸、弱酸、强碱、弱碱稀释规律(1)稀释过程中强酸、强碱比弱酸、弱碱的pH变化快；(2)当稀释相同的倍数时，强酸、强碱pH变化大于弱酸、弱碱；(3)当稀释至pH相同时，弱酸、弱碱稀释的倍数大。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D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，
18、Kw增大，但由于c(H)和c(OH)始终保持相等，故仍呈中性。2下列溶液一定呈酸性的是()Ac(H)106 molL1的溶液BpHc(OH)的溶液D滴加酚酞显无色的溶液C酸性溶液是指c(H)c(OH)的溶液；滴加酚酞显无色的溶液，有可能显酸性也有可能显弱碱性；由于未指明温度，不能依据c(H)106 molL1或pH7来判断溶液的酸碱性。3室温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比混合，所得溶液pH12，则原溶液的浓度为()A0.01 molL1B0.017 molL1C0.05 molL1D0.50 molL1C设原溶液的浓度为c，两者反应后碱过量，应先求c(OH)，c(OH)0.
19、01(molL1)，解得c0.05 molL1。4现有体积相同、pH均为2的盐酸和醋酸，下列叙述错误的是 ()A盐酸溶液中的c(Cl)与醋酸溶液中的c(CH3COO)相等B它们与NaOH完全中和时，醋酸溶液所消耗的NaOH多C分别用水稀释相同倍数时，n(Cl)n(CH3COO)D它们分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多D两种溶液中分别存在c(CH3COO)c(OH)c(H)，c(Cl)c(OH)c(H)，因pH相等，则c(CH3COO)c(Cl)，故A正确；醋酸为弱酸，pH相同时，醋酸浓度较大，则与NaOH完全中和时，醋酸溶液所消耗的NaOH多，故B正确；加水稀释，促进醋酸的电离，醋
20、酸溶液酸性较强，由电荷守恒c(CH3COO)c(OH)c(H)，c(Cl)c(OH)c(H)，可知n(Cl)n(CH3COO)，故C正确；醋酸浓度较大，体积相同时物质的量较大，则与足量CaCO3反应时，醋酸放出的CO2较多，故D错误。5某温度下，纯水中c(H)2107 molL1，则此溶液中c(OH)为_ molL1，该温度时的Kw_。如温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5.0106 molL1，则c(OH)为_ molL1。解析因纯水中水电离出的c(H)与c(OH)总是相等。c(H)2.0107 molL1，则c(OH)2.0107 molL1，该温度时的Kwc(H)c(OH)(2.0107)24.01014。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5.0106 molL1，则c(OH)Kw/c(H)4.01014(5.0106)8.0109 molL1。答案2.01074.010148.010913/13
