学年高中化学选修4 第3章第2节 水的电离和溶.docx

1、学年高中化学选修4 第3章第2节 水的电离和溶第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性与pH学习目标定位1.了解水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数的表达式及其应用。2.了解溶液的酸碱性与pH的关系。一水的电离1.醋酸是一种弱酸，请回答下列问题：醋酸的电离方程式是CH3COOH HCH3COO，其电离常数表达式是Ka。2.水是一种极弱的电解质，极难电离。(1)水的电离方程式是H2OH2O H3OOH或简写为H2O HOH。(2)水的电离常数表达式是K电离。(3)请根据水的电离常数表达式，推导写出水的离子积常数的表达式Kwc(H)c(OH)。(4)常温下，水的离子积常数Kw1.0

2、1014，则纯水中c(H)1.0107 molL1；若某酸溶液中c(H)1.0104 molL1，则该溶液中c(OH)1.01010 molL1。3.分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O HOH的影响，并填写下表：改变条件平衡移动方向溶液中c(H)溶液中c(OH)pH溶液的酸碱性Kw升高温度右移增大增大减小中性增大加入酸左移增大减小减小酸性不变加入碱左移减小增大增大碱性不变加入活泼金属(如Na)右移减小增大增大碱性不变归纳总结1.水的离子积常数Kwc(H)c(OH)(1)Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大。(2)常温时，Kw1.01014，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。(3)不同

3、溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H)与c(OH)总是相等的。2.外界条件对水的电离平衡的影响(1)因水的电离是吸热过程，故温度升高，会促进水的电离，c(H)、c(OH)都增大，水仍呈中性。(2)外加酸(或碱)，水中c(H)或c(OH)增大，会抑制水的电离，水的电离程度减小，Kw不变。(3)加入了活泼金属，可与水电离产生的H直接发生置换反应，产生H2，使水的电离平衡向右移动。1.25 时，水的电离平衡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NaHSO4，c(H)增大，Kw不变C.向水中加入少

4、量盐酸，平衡逆向移动，c(H)降低D.将水加热，Kw增大，c(H)不变答案B解析A项，NH3H2O电离出OH，使水的电离平衡逆向移动，但c(OH)增大；B项，NaHSO4电离出H，使水的电离平衡逆向移动，c(H)增大，但Kw不变；C项，加入盐酸，H2O的电离平衡逆向移动，但c(H)增大；D项，加热促进H2O的电离，Kw和c(H)都增大。2.某温度下纯水的c(H)2107 molL1，则此时c(OH)为 ；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为 ，由水电离产生的c(H)为 ，此时温度 (填“高于”、“低于”或“等于”)25 。答案2107 molL181011

5、 molL181011 molL1高于解析纯水电离出的c(H)c(OH)2107 molL1，故Kw4101411014，故此时温度高于25 。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5104 molL1，则溶液中c(OH)为41014/(5104)81011 molL1c(OH)水。二溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性是由溶液中c(H)与c(OH)的相对大小决定的。请填写下表：c(H)与c(OH)相对大小c(H)/molL1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pH(1)定义：pH是c(H)的

6、负对数，其表达式是pHlgc(H)。(2)pH与溶液酸碱性的关系：(3)溶液酸碱性的测定方法酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。常见酸碱指示剂的变色范围：指示剂变色范围(颜色与pH的关系)石蕊8.0蓝色酚酞10.0红色甲基橙4.4黄色利用pH试纸测定。使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。利用pH计测定。仪器pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。归纳总结溶液酸碱性的判断(1)在25 的溶液中：pH7，溶液呈碱性，pH越大，c(OH)越大，溶液的碱性越强。(2)

7、在任意温度下的溶液中：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。用c(H)、c(OH)的相对大小来判断溶液酸碱性，则不受温度影响。3.下列关于溶液的酸碱性说法正确的是()A.pH7的溶液是中性B.中性溶液中一定有c(H)1.0107 molL1C.c(OH)c(H)的溶液呈中性D.在100 时，纯水的pH7，因此显酸性答案C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1.0107 molL1，所以B项错误，C项正确；100 的纯水

8、中，虽然pHc(OH)C.35 时的水比25 时的水电离程度小D.水的电离是吸热过程答案D解析由题中条件可以看出，温度升高时，Kw增大。25 时，c(H)c(OH)1107 molL1；35 时，c(H)c(OH)1.45107 molL1。温度升高，c(H) 和 c(OH) 都增大，且始终相等，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热过程。5.室温下，若溶液中由水电离产生的c(OH)11014 molL1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是()A.Al3、Na、NO、Cl B.K、Na、Cl、NOC.K、Na、Cl、AlO D.K、NH、SO、NO答案B

9、解析溶液中由水电离产生的c(OH)11014 molL1，溶液的pH为0或14，在这两种情况下均存在的离子组则一定可以大量共存，在A选项中Al3与OH不能大量共存；在C选项中AlO与H不能大量共存；在D选项中NH与OH不能大量共存；所以一定能够大量共存的离子组为B选项。题组2溶液的pH和溶液的酸碱性6.常温下，c(OH)最小的是()A.pH0的溶液B.0.05 molL1 H2SO4C.0.5 molL1 HClD.0.05 molL1的Ba(OH)2答案A解析A项，c(OH)molL111014 molL1；B项，c(H)0.1 molL1，则c(OH)molL111013 molL1；C项

10、，c(OH)molL121014 molL1；D项，c(OH)0.1 molL1。7.下列溶液一定显酸性的是()A.含H的溶液B.c(OH)c(H)的溶液C.pH7的溶液D.能与金属Al反应放出H2的溶液答案B解析溶液中的酸碱性取决于溶液中c(H)与c(OH)的相对大小；25 时pH7的溶液才是酸性溶液；与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。8.用试纸测定溶液酸碱性的正确操作是()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.将一小条试纸在

11、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.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照答案A解析pH试纸使用方法：把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，随即(30 s内)用标准比色卡与之对照，确定溶液的pH。pH试纸不能用水润湿，若用水湿润会使溶液变稀，使测定结果可能产生误差。9.下列叙述正确的是()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)1.01014B.c(H)1.0107 molL1的溶液一定是中性溶液C.0.2 molL1 CH3COOH溶液中的c(H)是0.1 molL1 CH3C

12、OOH溶液中的c(H)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱答案A解析Kwc(H)c(OH) ，且Kw只与温度有关，所以常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，其Kw1.01014；在温度不确定时，中性溶液中的c(H)不一定等于1.0107 molL1；0.2 molL1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 molL1 CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以0.2 molL1 CH3COOH溶液中的c(H)小于0.1 molL1 CH3COOH溶液中的c(H)的2倍；当c(H)或c(OH)大于1 molL1时，用pH表示溶液的酸碱性就不

13、简便了，所以，当c(H)或c(OH)大于1 molL1时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，而是直接用c(H)或c(OH)来表示。10.如图表示水中c(H)和c(OH)的关系，下列判断错误的是()A.两条曲线间任意点均有c(H)c(OH)KwB.M区域内任意点均有c(H)c(OH)C.图中T1T2D.XZ线上任意点均有pH7答案D解析A项正确，c(H)c(OH)Kw为水的离子积表达式，它适用于水及稀溶液；B项正确，XZ线上任意点都有c(H)c(OH)，M区域位于直线XZ的左上侧，则M区域内任意点均有c(H)0，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，图中Z点Kw(Z)(106.5)21013，X点Kw(

14、X)(107)21014，Kw(Z)Kw(X)，所以T1”、“升温促进水的电离，Kw增大(2)碱性1107(3)向右向右(4)(5)等于(6)c解析(1)升高温度，Kw增大，现Kw1101211014，因此温度大于25 。(2)该温度下该溶液中c(OH)molL11105 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1107 molL1。(3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2H2O HClHClO向左移动，溶液中c(H)减小，水的电离平衡向右移动

15、。(4)25 时，0.1 molL1的盐酸中c(H)与0.1 molL1NaOH溶液中c(OH)相等，故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 molL1 H2SO4和0.1 molL1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等；0.1 molL1 CH3COOH和0.1 molL1氨水中水的电离程度相等，酸溶液中c(H)越大，或碱溶液中c(OH)越大，水电离出的c(H)就越小，故6种溶液中水电离出的c(H)由大到小的关系为。(5)pH4盐酸中，由水电离出的c(H)molL11010 molL1，pH10的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的c(H)1010 molL1(溶液中的H浓度)。(6)乙酸K

16、a小于氯乙酸Ka，所以0.1 molL1乙酸溶液中的c(H)小于0.1 molL1氯乙酸溶液中的c(H)，故水的电离程度0.1 molL1乙酸溶液的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(H)减小，水的电离程度增大，故选c。12.在水的电离平衡中，c(H)和c(OH)的关系如图所示：(1)A点水的离子积为11014，B点水的离子积为 。造成水的离子积变化的原因是 。(2)下列说法正确的是 (填字母)。a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：BADb.AB线上任意点的溶液均显中性c.B点溶液的pH6，显酸性d.图中温度T1T2(3)T2 时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？ 。(4)

17、T2 时，若盐酸中c(H)5104 molL1，则由水电离产生的c(H) 。答案(1)11012水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大(2)b(3)否，在盐酸中c(H)c(OH)，所以不可能处于B点位置(4)2109 molL113.已知室温时，0.1 molL1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列问题：(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”，下同)，pH将 。(4)由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的 倍。答案(1)4(2)1.0107(3)增大减小(4)106解析(1)c(H)0.1 molL10.1%104 molL1，pH4。(2)K1.0107。(3)升高温度，平衡右移，K将增大，pH减小