1、第1课时 水的电离和溶液的酸碱性,新知预习,自主预测,一、水的电离 水是一种极弱的电解质,新知预习,自主预测,二、水的离子积常数 1.推导 由精确的实验可知,25 时1 L纯水(55.6 mol)只有110-7 mol H2O发生电离,则c(H2O)几乎不变,可视为常数,又因为K电离为常数,所以c(H+)c(OH-)=K电离c(H2O)为一常数,记为KW。 2.表达式 KW=c(H+)c(OH-),25 时,KW=1.010-14。 3.影响因素 水的离子积KW,只受温度的影响,温度升高,KW增大。 4.适用范围 KW不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。,新知预习,自主预测,三、溶液的
2、酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性 (1)常温下溶液的酸碱性与pH的关系: pH 7,溶液呈碱性。 (2)溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系: 溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。 c(H+)c(OH-),溶液呈酸性。 c(H+)=c(OH-),溶液呈中性。 c(H+)c(OH-),溶液呈碱性。,新知预习,自主预测,2.溶液的pH (1)表达式:pH=-lgc(H+)。 (2)意义:pH越大,溶液碱性越强;pH越小,溶液酸性越强。 (3)适用范围:110-14 molL-1c(H+)1 molL-1的溶液。,新知预习,自主预测,3.溶液酸碱性的测定方法 (1)指示
3、剂法。 该法只能测其pH的大致范围,常见指示剂变色范围为:,(2)pH试纸法。 把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的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。 (3)pH计测量法。,新知预习,自主预测,1.想一想,连一连。 (1)酸性溶液 A.pH=6的溶液 (2)中性溶液 B.c(H+)c(OH-)的溶液 (3)碱性溶液 C.加酚酞显红色的溶液 (4)溶液酸碱性不确定 D.c(OH-)=10-8 molL-1的纯水 答案 (1)B (2)D (3)C (4)A 2.将纯水加热至较高温度,下列叙述中正确的是 ( ) A.水的离子积变大,呈酸
4、性 B.水的离子积不变,呈中性 C.水的离子积变小,呈碱性 D.水的离子积变大,呈中性 答案 D,探究一,探究二,水的电离平衡及其离子积 问题探究 1.加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,对吗? 答案 不对;稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,但因为KW=c(H+)c(OH-)不变,所以c(OH-)增大。 2.试分析酸性溶液c(H+)、c(OH-)的来源及KW的计算方法。 答案 c(H+)来源于酸电离和水电离,且c(H+)酸c(H+)水;c(OH-)来源于水的电离,且电离程度很小;KW=c(H+)酸+c(H+)水c(OH-)水c(H+)酸c(OH-)水。,探究一,探究二,知识归
5、纳 1.水的离子积常数 (1)水的电离常数表达式为 。 (2)水的离子积常数表达式为KW=c(H+)c(OH-)。 (3)KW及影响因素: 25 时:KW=1.010-14。 水的电离是吸热的可逆过程,故温度升高,KW增大。 水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)和c(OH-)的变化无关。,探究一,探究二,2.水的电离平衡移动,探究一,探究二,典例剖析 【典例1】 25 时,水的电离达到平衡:H2O H+OH- H0。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.向水中加入少量固体钠,平衡逆向移动
6、,c(H+)降低 D.将水加热,KW增大,c(H+)不变,解析 向水中加入稀氨水,OH-浓度增大,水的电离平衡逆向移动,A项错误;硫酸氢钠是强酸酸式盐,向水中加入少量固体硫酸氢钠,在水溶液中完全电离: ,c(H+)增大,由于KW只与温度有关,所以KW不变,B项正确;向水中加入少量固体钠,由于金属钠非常活泼,可与水电离出的H+直接发生置换反应,产生H2,故促进了水的电离,使平衡正向移动,C项错误;将水加热,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍数增大,D项错误。,答案 B,探究一,探究二,在分析水的电离平衡的移动方向时,要充分利用在化学平衡中所学习的平衡移动原理的规律。需注意 (1)向水中加入
7、酸或碱,使c(H+)或c(OH-)增大,则抑制水的电离,如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。 (2)向水中加入某种物质,若该物质与H+或OH-发生反应而使c(H+)或c(OH-)降低,则促进水的电离。如向水中加入钠等活泼金属可促进水的电离。 (3)KW只受温度的影响。,探究一,探究二,变式训练1下列叙述正确的是( ) A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.010-7 molL-1,则该温度一定高于25 B.25 时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为110-14,该液体一定为纯水 C.25 时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小 D.25 时,0.1
8、molL-1的盐酸与0.1 molL-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同 解析 蒸馏水中的c(H+)=2.010-7 molL-1,水的离子积为410-14,比25 时的水的离子积大,因为水的电离吸热,温度必然高于25 ; 25 时,任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为110-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。 答案 A,探究一,探究二,溶液酸碱性的判断 问题探究 1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性? 答案 室温下,将酸溶液无限稀释,其pH无限接近7但不会等于7,
9、溶液呈酸性。 2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10 molL-1,该溶液呈什么性? 答案 可能呈酸性也可能呈碱性。 3.某溶液中c(H+)=10-6 molL-1,该溶液一定为酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定为中性吗? 答案 因为温度不确定,故不能确定溶液的酸碱性。,探究一,探究二,知识归纳 判断溶液酸碱性的标准 (1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的关系,如果c(H+)c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)c(OH-),溶液显碱性;如果c(H+)=c(OH-),溶液显中性。 (2)用pH判断溶液酸碱性时,要注意的条件是温度,不能简单地认为pH=7的溶液一定为中
10、性,如100 时,纯水的pH7,所以使用pH判断溶液酸碱性时需注明温度。 (3)用酸碱指示剂判断溶液酸碱性时,要注意指示剂的变色范围。,探究一,探究二,典例剖析 【典例2】 下列关于溶液酸碱性的说法正确的是 ( ) A.pH=7的溶液呈中性 B.中性溶液中一定有c(H+)=1.010-7 molL-1 C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性 D.在100 时,纯水的pH7,因此呈酸性 解析 A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定是c(H+)=c(OH-)=1.010-7 mo
11、lL-1,所以B项错误,C项正确;100 的纯水中,虽然pH7,但c(H+)=c(OH-),还是中性,所以D项错误。 答案 C,探究一,探究二,溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系,探究一,探究二,变式训练2下列溶液一定呈中性的是( ) A.使石蕊溶液呈紫色的溶液 B.c(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 等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性、中性,如SO2溶于水生成H2SO3溶液显酸性,NH3溶于水
12、生成NH3H2O溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故D错误。 答案 B,探究一,探究二,【典例3】 常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为( ) A.1.010-7 molL-1 B.1.010-6 molL-1 C.1.010-3 molL-1 D.1.010-12 molL-1 解析 由水电离出的c(H+)=10-pH molL-1=1.010-12 molL-1,由水电离出的c(OH-)等于由水电离出的c(H+),所以,由水电离出的c(OH-)也等于1.010-12 molL-1。 答案 D,探究一,探究二,(1)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-
13、)时注意以下几点: 因为H2O H+OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。 酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。 (2)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)的方法: 计算酸溶液中水电离出的c(H+)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(H+)再根据KW=c(H+)c(OH-)计算出溶液中的c(OH-),然后根据水电离出的c(H+)=c(OH-),确定由水电离出的c(H+)。 计算碱溶液中水电离出的c(OH-)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(OH-),再根据KW=c(H+)c(OH-)计算出溶液中的c(H+),然后根据水电离出的c(H+)=c(OH-),确定由水
14、电离出的c(OH-)。,探究一,探究二,变式训练3常温下,在pH=2的某酸溶液中,由水电离出的c(H+)为( ) A.1.010-7 molL-1 B.1.010-6 molL-1 C.1.010-3 molL-1 D.1.010-12 molL-1 解析 溶液中的c(H+)=10-pH molL-1=1.010-2 molL-1,根据KW=c(H+)c(OH-),得出水电离的c(OH-)=1.010-12 molL-1。因为由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),所以,由水电离出的c(H+)也等于1.010-12 molL-1。 答案 D,1,2,3,4,5,1.下列关于水的离子
15、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KW=c(H+)c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)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KW=K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KW=c(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,则OH-的浓度会变小,反之
16、亦然。 答案 C,1,2,3,4,5,2.常温时向水中加入少量NaOH溶液,水的电离改变和溶液中KW的变化正确的是( ) A.被促进 不变 B.被促进 变小 C.被抑制 不变 D.被抑制 变小 解析 NaOH溶于水电离出OH-,抑制了水的电离。水的离子积常数只与温度有关,所以KW不变。 答案 C,1,2,3,4,5,3.下列叙述中正确的是( ) A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)c(OH-)=1.010-14 B.c(H+)等于1.010-7 molL-1的溶液一定是中性溶液 C.0.2 molL-1 CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 molL-1 HC
17、l溶液中的c(H+)的2倍 D.强电解质的水溶液中不存在分子 解析 常温下,c(H+)等于1.010-7 molL-1的溶液一定是中性溶液,B项未指明温度;0.2 molL-1 CH3COOH溶液中的c(H+)比0.1 molL-1 HCl溶液中的c(H+)的2倍要少,因为醋酸是弱酸,只有部分电离;强电解质的水溶液中存在水分子。 答案 A,1,2,3,4,5,4.下列说法正确的是( ) A.强碱的水溶液中不存在H+ B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液 C.在温度不变时,水溶液中的c(H+) 和c(OH-)不能同时增大 D.某温度下,纯水中c(H+)=210-7 molL-1,其呈酸性 解析 在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 molL-1,并不是酸性最强的溶液,只是c(H+)1.0 molL-1的溶液不再用pH表示酸性强弱;温度一定时,KW=c(H+)c(OH-)是一个定值,故二者不能同时增大;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性。 答案 C,1,2,3,4,5,5.某温度下,纯水中c(H+)=2.010-7 molL-1,则此时c(OH-)= ;温度不变,向水中滴入盐酸使c(H+)=5.0 molL-1,则溶液中c(OH-)=。,答案 2.010-7 molL-1 8.010-15 molL-1,
