（通用版）高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 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学案 新人教版选修4.doc

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.水的电离(1)电离方程式是h2ohoh或h2oh2oh3ooh。(2)电离常数表达式k电离。(3)请根据水的电离常数表达式，推导写出离子积常数的表达式kwc(h)c(oh)。(4)常温下，水的离子积常数kw1.01014，纯水中c(h)1.0107 moll1；某酸溶液中c(h)1.0104 moll1，则该溶液中 c(oh)1.01010 moll1。2.水的电离的影响因素分析下列条件的改变对水的电离平衡h2ohoh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(1)常温时，kw1.01014，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。(2)不同溶液中，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。(3)kw只与温度有关，温度升高，kw增大。例1(2017浙江慈溪中学高二月考)25 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，c(h)不变答案b解析a项，加入稀氨水，nh3h2o存在电离平衡：nh3h2onhoh，c(oh)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；b项，加入nahso4，nahso4在水溶液中电离：nahso4=nahso，c(h)增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，kw不变，正确；c项，ch3coohch3cooh，使c(h)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；d项，升温，kw增大，c(h)增大，错误。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响规律方法(1)向水中加入电离产生h或oh的物质，抑制水的电离。(2)向水中加入消耗h或oh的物质，促进水的电离。例2某温度下，纯水的c(h)2107 moll1，则此时c(oh)为_ moll1；若温度不变，滴入稀盐酸使c(h)5104 moll1，则溶液中c(oh)为_ moll1，由水电离产生的c(h)为_ moll1，此时温度_(填“高于”“低于”或“等于”)25 。答案21078101181011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) moll181011 moll1c(oh)水。考点水的电离题点水的离子积及其表达式二、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)的负对数，其表达式是phlg c(h)。(2)水溶液的ph、c(h)及酸碱性的关系，如下图所示25 时：(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)。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)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(h)b.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液c.溶液中c(h)106 moll1d.常温时，溶液中由水电离的c(h)109 moll1答案b解析判断溶液酸碱性的关键是看c(h)和c(oh)的相对大小，若c(h)c(oh)，溶液呈酸性；而ph107 moll1溶液呈酸性，仅适用于常温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性。b项中可使紫色石蕊溶液变红，则该溶液为酸性；d项中水电离的c(h)107 moll1，说明向水中加入了抑制水电离的酸或者是碱，溶液的酸碱性不能确定。考点溶液的酸碱性与ph题点溶液酸碱性的判断方法例4李同学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)该学生的操作是_(填“正确的”或“错误的”)，其理由是_。(2)如不正确，请分析是否一定有误差：_。(3)若用此法分别测定c(h)相等的盐酸和醋酸溶液的ph，误差较大的是_，原因是_。答案(1)错误的用湿润的ph试纸来测定溶液的ph，相当于将溶液稀释了，测出的不是原溶液的ph，若溶液不显中性，就会产生误差(2)不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差(3)盐酸的ph因为在稀释过程中醋酸继续电离产生h，使醋酸溶液中c(h)受到的影响比盐酸溶液中的小，故误差较小解析用蒸馏水润湿ph试纸的操作是错误的，会使测定的溶液被稀释。考点溶液的酸碱性与ph题点溶液酸碱性的判断方法溶液酸碱性的实验测定1.纯水在25 和80 时，c(h)前后大小关系及酸碱性分别是()a.大于弱酸性 b.等于都显中性c.小于弱酸性 d.小于都显中性答案d解析kw随温度升高而增大，纯水中c(h)也随温度升高而增大，但仍等于c(oh)，显中性。考点溶液的酸碱性与ph题点溶液酸碱性的判断方法2.向纯水中加入少量nahso4固体，在温度不变时，溶液中()a.c(h)/c(oh)增大b.c(h)减小c.水中c(h)与c(oh)的乘积增大d.c(oh)增大答案a解析水存在电离平衡：h2ohoh，加入nahso4固体，c(h)增大，c(oh)减小，c(h)c(oh)不变，c(h)/c(oh)增大。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响3.常温下，某溶液中由水电离出来的c(h)1.01011 moll1，该溶液可能是()二氧化硫的水溶液氯化钠水溶液硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液a. b. c. d.答案a解析某溶液中由水电离出来的c(h)1.01011 moll1，说明溶液既可能呈酸性，也可能呈碱性。so2h2oh2so3，h2so3hsoh，hsosoh，溶液呈酸性；naoh=naoh，溶液呈碱性。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响4.用ph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试纸的使用方法：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，若用水润湿会使溶液变稀，使测定结果可能产生误差。考点溶液的酸碱性与ph题点溶液酸碱性的实验测定5.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，水的电离被促进的是_(填序号，下同)，水的电离被抑制的是_，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_。(2)从和溶液中水的电离程度相等，进而可推出的结论是：同一温度下，_时，水的电离度相等。答案(1)(2)酸溶液中的c(h)等于碱溶液中的c(oh)解析水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c(h)远大于水电离出的c(h)，酸电离的c(h)可看成溶液中的c(h)；强碱溶液中，由于碱电离的c(oh)远大于水电离的c(oh)，碱电离的c(oh)可看成溶液中的c(oh)。考点水的电离题点水的电离平衡的综合对点训练题组一水的电离平衡及影响因素1.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答案c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，则oh的浓度变小，反之亦然。考点水的电离题点水的离子积及其表达式2.水的电离过程为h2ohoh，在25 时，水的离子积kw1.01014；在35 时，水的离子积kw2.11014。则下列叙述正确的是()a.c(h)随着温度的升高而降低b.35 时，c(h)c(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方向移动，故水的电离为吸热过程。考点水的电离题点水的离子积及其表达式3.(2017西安铁一中)与纯水的电离相似，液氨中也存在微弱的电离：2nh3nhnh。据此判断，以下叙述错误的是()a.液氨中含有nh3、nh、nh等粒子b.一定温度下，液氨中c(nh)c(nh)是定值c.液氨中电离达到平衡时c(nh3)c(nh)c(nh)d.只要不加入其他物质，液氨中c(nh)c(nh)答案c解析液氨中存在电离平衡，所以液氨中含有nh3、nh、nh等粒子，a项正确；液氨中c(nh)与c(nh)的乘积只与温度有关，与溶液的浓度无关，所以只要温度一定，液氨中c(nh)与c(nh)的乘积为定值，b项正确；液氨的电离是微弱的，所以液氨中电离达到平衡时，c(nh)c(nh)c(nh3)，c项错误；只要不加入其他物质，液氨电离出的nh和nh的物质的量就相等，因为溶液的体积一定，所以c(nh)c(nh)，d项正确。考点水的电离题点条件改变对水的电离平衡的影响4.下列曲线中，可以描述0.1 moll1乙酸(甲，ka1.8105)和0.1 moll1氯乙酸(乙，ka1.4103)的水溶液中，水电离出的c(h)与加入水体积v的关系正确的()答案c解析乙酸ka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)，故由水电离出的c(h)h2o乙酸溶液中的大，加水稀释，两种酸溶液中的c(h)减小，水的电离程度增大，c(h)h2o增大，故选c。题组二溶液的酸碱性与ph5.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ph”“升温促进水的电离，kw增大(2)碱性1107(3)向右向右 (4)等于解析(1)升高温度，kw增大，现kw1101211014，因此温度大于25 。(2)该温度下，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cl2h2ohclhclo向左移动，溶液中c(h)减小，水的电离平衡向右移动。(4)ph4的盐酸中，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)。考点水的电离题点水的电离平衡的综合14.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1.01014，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)t2时，若盐酸中c(h)5104 moll1，则由水电离产生的c(h)_。答案(1)1.01012水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大(2)b(3)否，加入盐酸，c(h)c(oh)，所以体系不可能处于b点位置(4)2109 mol