高中化学 第3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课时水的电离溶液的酸碱性.docx

1、高中化学 第3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课时水的电离溶液的酸碱性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pH1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)水 的 电 离基础初探教材整理1水的电离水是一种极弱的电解质，电离方程式为2H2O H3OOH，也可简写为H2O HOH。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

2、 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。探究升华思考探究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。问题思考：(1)写出水的电离方程式。据此判断水分子电离出的H和OH数目相等吗？【提示】H2O HOH。水分子电离出H和OH数目相等。(2)结合弱电解质电离平衡的影响因素，完成下表。水的电离平衡：H2O HOHH0影响因素移动方向c(H)c(OH)Kw升温_增大增大增大加酸左移_减小不变加碱左移_增大不变【提示】右移增大减小(3)升高温度，水的平衡常数如何变化？【

3、提示】升高温度，水的平衡常数增大。认知升华水的电离1水极难电离，通常只有极少量的水分子发生电离；由水分子电离出的H和OH数目相等；水的电离是可逆的吸热反应。2影响水的电离平衡的因素水的电离：H2O HOHH0条件变化移动方向c(H)c(OH)KW电离程度影响升高温度右移增大增大增大增大促进加酸左移增大减小不变减小抑制加碱左移减小增大不变减小抑制加活泼金属如Na右移减小增大不变增大促进3.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)

4、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)c(OH)。题组冲关题组1影响水的电离平衡的因素125 时，水的电离达到平衡：H2O HOHH0，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【解析】本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析水的电离平衡的移动方向，再讨论c(

5、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，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，但仍呈中性，D项不正确。【答案】B2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

6、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题组2水电离的c(H)或c(OH)的计算3常温下，0.1 molL1的NaOH溶

7、液中由水电离出的OH的物质的量浓度为()A0.1 molL1 B1.01013 molL1C1.0107 molL1 D1.0106 molL1【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】B425 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A1101001 B110110121014C141

8、31214 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】A525 时，在等体积的0.5 mol

9、L1的H2SO4溶液中0.05 molL1 Ba(OH)2溶液中1 molL1 NaCl溶液中纯水中，发生电离的水的物质的量之比是() 【导学号：29910034】A110107107 B10710711C10710622 D10710621072【解析】25 时，0.5 molL1 H2SO4溶液中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)水1014 molL1，0.05 molL1 Ba(OH)2溶液中，c(OH)0.1 molL1，由水电离出的c(H)水1013 molL1，NaCl和纯水中由水电离出的c(H)水均为107 molL1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H)(即电

10、离水的物质的量)之比为10141013107107110107107。【答案】A溶 液 的 酸 碱 性 与 pH基础初探教材整理1溶液的酸碱性1溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系c(H)与c(OH)的关系c(H)的范围(25 )中性溶液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)1.01072.溶液的酸碱性与pH(1)pH(2)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)教材整理2溶液酸碱性的测定方法1酸碱指示剂法该法只能测其酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值，常见的酸碱指示剂的变色范围(pH)：2pH试纸法(1)种类广范pH试纸：

11、其pH范围是114(最常用)。精密pH试纸：其pH范围较窄，可判别0.2或0.3的pH差值。专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。(2)使用方法：把小块pH试纸放在玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡比较来确定溶液的pH。(3)pH计测定法。探究升华思考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。问题思考：(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

12、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。(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。(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会有怎样

13、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。认知升华1溶液酸碱性与c(H)、c(OH)、pH的关系任意温度常温(25 )溶液酸碱性c(H)与c(OH)的相对大小c(H)与c(OH) 的相对大小pHc(H)c(OH)c(H)c(OH) c(H)107 mol/L小于7酸性c(OH)c(H)c(H)c(OH) c(H)107 mol/L大于7碱性c(H)c(OH)c(H)c(OH) 107 mol/L等于7中性2.25

14、时，溶液酸碱性与c(H)、pH的关系溶液中c(H)越小，c(OH)越大，溶液的酸性越弱，碱性越强，pH越大。3溶液酸碱性的判断依据 题组冲关题组1溶液酸碱性的判断1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(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

15、，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】B2下列说法正确的是() 【导学号：29910035】ApH6的溶液一定显酸性B常温下由水电离的c(OH)为1108 molL1的溶液一定呈酸性Cc(H)c(OH)的溶液一定显碱性Dc(OH)1106 molL1的溶液一定呈碱性【解析】溶液的酸碱性取决于c(H)与c(OH)的相对大小，利用pH或c(H)判断时应注意温度。常温下由水电离的c(OH)为1108 molL1，可能溶液中c(OH)1108 molL1，c(H)1106 molL1，溶液呈酸性，也可能溶液中c(H)1108 molL1，c(OH)110

16、6 molL1，溶液呈碱性。【答案】C3313 K时，水的KW3.01014，则在313 K时，c(H)107 molL1的溶液()A呈酸性 B呈中性C呈碱性 D无法判断【解析】根据溶液中c(H)与c(OH)的相对大小判断。由KWc(H)c(OH)可得：c(OH) molL13.0107 molL1，c(H)c(OH)，溶液显碱性。【答案】C题组2溶液pH的测定4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

17、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】A5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

18、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？_(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

19、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；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硫酸溶液学业分层测评(十二)(建议用时：45分钟)学业达标1将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的

20、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下列说法中，正确的是()A在任何条件下，纯水的pH都等于7B在任何条件下，纯水都呈中性C在95 时，纯水的pH大于7D在95 时，纯水中H的物质的量浓度c(H)小于107 molL1【解析】室温下，纯水的pH才等于7，A错误；任何条件下，纯水中c(H)c(OH)，呈中性，B正确；加热能促进水的电离，故

21、95 时纯水的c(H)大于107 molL1，pH小于7，C错误，D错误。【答案】B3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【解析】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pHc(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】A生成NaOH，使c(OH)c(H)；B可促进水的电离，但c(H)c(OH)；D对水的电离无影响；C可与水反应生成H2CO3，抑制水的电离，但H2CO

22、3 HHCO，使c(H)c(OH)。【答案】C5水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是()A4 时，纯水的pH7B温度升高，纯水中的c(H)增大，c(OH)减小C水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子D向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小【解析】水的电离是吸热反应，常温下水的pH7，故A错误；水的电离是吸热过程，升温促进电离，氢离子和氢氧根离子浓度增大，故B错误；水在常温下电离出氢离子和氢氧根离子浓度为107molL1，故C正确；向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，但水的离子积只随温度变化，故D错误。【答案】C6向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是()Ac(H)c

23、(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】D725 时，在0.01 molL1的硫酸溶液中，水电离出的H浓度是() A51013 molL1 B0.02 molL1C1107 molL1 D11012 molL1【解析】H2SO4电离出的c(H)0.02 molL1，由KW1.01014可知c(OH)51013 molL1，OH是由水电离产生的，则水电离产生的c(H)c(OH)51013 molL1。【答案】A82

24、5 的下列溶液中，碱性最强的是()ApH11的溶液Bc(OH)0.12 molL1C1 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】B9下列溶液中，一定呈中性的是()A由非电解质溶于水得到的溶液Bc(H)、c(OH)均为5.0107 molL1的溶液C等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液D将0.1 molL1烧碱溶液稀释100

25、倍所得到的溶液【解析】二氧化碳溶于水显酸性，A项错误；c(H)、c(OH)均为5.0107 molL1的溶液，是中性溶液，B项正确；等物质的量的硫酸和氢氧化钠反应，得到的是酸性溶液，C项错误；将0.1 molL1烧碱溶液稀释100倍所得到的溶液，仍然显碱性，D项错误。【答案】B10现有下列物质100 纯水；25 0.1 molL1 HCl溶液；25 0.1 molL1 KOH溶液；25 0.1 molL1 Ba(OH)2溶液。(1)这些物质与25 纯水相比，能促进水电离的是_(填序号，下同)，能抑制水的电离的是_，水电离的c(OH)等于溶液中c(OH)的是_，水电离的c(H)等于溶液中c(H)的是_。