高考一轮复习《水的电离和溶液的pH》课件(大纲版).ppt

第二节水的电离和溶液的pH 复习目标展示1 了解水的电离 水的离子积 溶液pH等概念 2 了解影响水电离平衡的因素及酸 碱溶液稀释时pH的变化规律 3 掌握有关溶液pH与氢离子浓度 氢氧根离子浓度的简单计算 水的电离和溶液的pH在今后几年的高考命题中很有可能出现 一般以选择题形式出现 考查得很灵活 计算部分不难 但是考生须牢记水的电离 水的离子积 溶液pH等概念 知识点1水的电离问题1 水的电离性质 水的离子积大小 影响水的电离平衡的因素 思维延伸 1 水的电离水是一种极弱的电解质 只能微弱地电离 并存在着电离平衡 水的电离方程式 H2O H OH 2 水的离子积常数25 时 由纯水的导电性实验测得 1L纯水中只有1 10 7molH2O电离 所以在常温时 KW c H c OH 1 10 7 1 10 7 1 10 14 KW只与温度有关 KW是常数 考点1影响水电离平衡的因素 1 温度 由于水的电离过程吸热 故升温使水的电离平衡右移 即加热能促进水的电离 c H c OH 同时增大 KW增大 pH变小 但c H 与c OH 仍相等 故体系仍显中性 2 酸 碱 在纯水中加入酸或碱 酸电离出的H 或碱电离出的OH 均能使水的电离平衡左移 即酸 碱的加入抑制水的电离 若此时温度不变 则KW不变 c H c OH 此增彼减 即 加酸 c H 增大 c OH 减小 pH变小 加碱 c OH 增大 c H 减小 pH变大 3 能水解的盐 在纯水中加入能水解的盐 由于水解的实质是盐电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的H 或OH 所以水解必破坏水的电离平衡 使水的电离平衡右移 即盐类的水解促进水的电离 4 其他因素 向水中加入活泼金属 由于与水电离出的H 直接作用 因而同样能促进水的电离 要点深化 1 KW揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡 H 和OH 共存 只是相对含量不同而已 KW只与温度有关 KW不仅适用于纯水 还适用于酸 碱 盐的稀溶液 2 由于水的离子积的存在 在弱电解质稀释时 溶液中总有一种浓度增大的离子 如弱酸稀释时 c OH 增大 弱碱稀释时 c H 增大 3 溶液中的c H 和水电离出来的c H 是不同的 常温下水电离出的c H 1 10 7mol L 若某溶液中水电离出的c H 1 10 7mol L 则可判断出该溶液中加入的酸或碱抑制了水的电离 若某溶液中水电离出的c H 1 10 7mol L 则可判断出该溶液中加入的水解的盐或活泼金属促进了水的电离 4 常温下 溶液中的c H 1 10 7mol L 说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液 常温下 c H 1 10 7mol L 说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液 例1 25 时 水的电离达到平衡 H2O H OH 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 向水中加入少量固体CH3COONa 平衡逆向移动 c H 降低D 将水加热 KW增大 pH不变答案 B 变式训练1 把1mL0 1mol L 1的H2SO4加水稀释制成2L溶液 在此溶液中由水电离产生的H 其浓度接近于 A 1 10 4mol L 1B 1 10 8mol L 1C 1 10 11mol L 1D 1 10 10mol L 1答案 D 知识点2溶液的酸碱性和pH问题2 溶液酸碱性的实质 pH的表示方法 溶液的pH简单计算和测定方法 考点2溶液的酸碱性和pH 1 溶液的酸碱性溶液酸碱性的判断依据 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 上述判断与溶液的温度 溶液的种类无关 2 溶液的pHpH 1gc H 溶液的酸碱性与c OH 和c H 的相对大小 c H 和pH的关系如下表所示 3 pH试纸的使用 1 方法 把小片试纸放在表面皿上 用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 2 注意 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿 否则待测液因被稀释可能产生误差 用pH试纸读出的pH只能是整数 要点深化1 溶液pH的计算 1 总体原则 若溶液为酸性 先求c H 再求pH 若溶液为碱性 先求c OH 再由c H 求c H 最后求pH 2 具体情况 室温下 酸 碱溶液pH的计算a 强酸溶液 如HnA 设浓度为cmol L 1 c H ncmol L 1 pH lgc H lg nc b 强碱溶液 如B OH n 设浓度为cmol L 1 c H mol L 1 pH 1gc H 14 lg nc 酸 碱混合pH计算a 两强酸混合b 两强碱混合 c 强酸 强碱混合 一者过量 d 强酸 强碱的pH之和与H 和OH 浓度比较pH 酸 pH 碱 14 c酸 H c碱 OH pH 酸 pH 碱 14 c酸 H c碱 OH pH 酸 pH 碱 14 c酸 H c碱 OH 推导 pH 酸 pH 碱 lg 14 lg 特别提示 应用以上要点 可解决有关pH计算问题 在具体计算中还有以下技巧 若 pH pH的差值 2的两种强酸溶液等体积混合 pH混 pH小 0 3 若 pH 2的两种强碱溶液等体积混合 pH混 pH大 0 3 2 酸 碱溶液稀释时pH的变化 1 强酸 弱酸的稀释 2 强碱 弱碱的稀释 例2 2008 全国理综 9 取浓度相同的NaOH和HCl溶液 以3 2体积比相混合 所得溶液的pH等于12 则原溶液的浓度为 A 0 01mol LB 0 017mol LC 0 05mol LD 0 50mol L答案 C 变式练习2 pH 5的盐酸和pH 9的氢氧化钠溶液以体积比11 9混合 则混合液的pH为 A 7 2B 8C 6D 无法计算答案 C 3 pH相同的醋酸和盐酸 分别用蒸馏水稀释至原来体积的m倍和n倍 稀释后的溶液的pH仍相等 则m和n的关系是 A m nB m nC m nD 不能确定答案 A 例3 将pH 9的Ba OH 2溶液和pH 12的NaOH溶液以体积比4 1相混合 则室温时混合液中c H 为 A 10 12 4 10 9 mol L 1B 10 12 8 10 9 mol L 1C 5 10 12mol L 1D 10 10mol L 1标准答案 C 例4 山东淄博 已知水在25 和95 时 其电离平衡曲线如图所示 1 则25 时水的电离平衡曲线应为 填 A 或 B 请说明理由 2 25 时 将pH 9的NaOH溶液与pH 4的H2SO4溶液混合 若所得混合溶液的pH 7 则NaOH溶液与H2SO4溶液体积比为 3 95 时 若100体积pH1 a的某强酸溶液与1体积pH2 b的某强碱溶液混合后溶液呈中性 则混合前 该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是 A 水的电离是吸热过 程 温度低时 电离程度小 c H c OH 小 10 1 a b 14或pH1 pH2 14 4 曲线B对应温度下 pH 2的某HA溶液和pH 10的NaOH溶液等体积混合后 混合溶液的pH 5 请分析其原因 思路点拨 本题的关键是搞清楚温度对水的电离平衡 水的离子积和溶液pH的影响 1 当温度升高时 促进水的电离 水的离子积也增大 水中氢离子浓度 氢氧根离子浓度都增大 水的pH也减小 但溶液仍然呈中性 因此结合图像中A B曲线变化情况及氢离子浓度 氢氧根离子浓度可以判断 25 时水的电离平衡曲线应为A 理由为水的电离是吸热过程 升高温度 水的电离程度增大 曲线B对应95 此时水的离子积为10 12 HA为弱酸 HA中和NaOH后 混合溶液中还剩余较多的HA 分子 可继续电离出H 使溶液pH 5 2 25 时所得混合溶液的pH 7 溶液呈中性即酸碱恰好中和 即n OH n H 则V NaOH 10 5mol L 1 V H2SO4 10 4mol L 1得 V NaOH V H2SO4 10 1 3 要注意是95 时 水的离子积为10 12 即c H c OH 10 12 即 等体积强酸强碱反应至中性时pH 酸 pH 碱 12 根据95 时混合物溶液呈中性 pH2 b的某强碱溶液中c OH 10b 12 有100 10 a 1 10b 12 即 10 a 2 10b 12 所以 有以下关系 a b 14 或pH1 pH2 14 高分解密 1 非常温状态下 水的离子积不是1 10 14 2 非常温状态下 pH 7非中性 3 溶液酸碱性的实质不因温度的变化而变化 规律支持 1 KW与温度有关 因为水的电离过程是吸热过程 所以温度升高 有利于水的电离 KW增大 如100 时 KW 10 12 4 在曲线B对应温度下 因pH 酸 pH 碱 12 可得酸碱两溶液中c H c OH 如果强酸 强碱 两溶液等体积混合后溶液应呈中性 现混合溶液的pH 5 即等体积混合后溶液显酸性 说明H 与OH 完全反应后又有新的H 产生 即酸过量 所以说酸HA是弱酸 2 KW不仅适用于纯水 还适用于酸性或碱性的稀溶液 不管哪种溶液均有c H H2O c OH H2O如酸性溶液中 c H 酸 c H H2O c OH H2O KW碱性溶液中 c OH 碱 c OH H2O c H H2O KW 3 水的离子积常数揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡 都有H 和OH 共存 只是相对含量不同而已 并且在稀酸或稀碱溶液中 当温度为25 时 KW c H c OH 1 10 14仍为同一常数 4 水的电离是永恒存在的 在研究水溶液体系中离子的成分时 不要忽略H 和OH 共同存在 另外 通过对水的离子积研究 知道水溶液的酸碱性是c H 和c OH 相对大小不同形成的 即 c H c OH 酸性c H c OH 中性c H c OH 碱性 1 5分 2010 德州期末 纯水在25 时的氢离子浓度与90 时的氢离子浓度的关系是 A 大于B 等于C 小于D 不能肯定解析 水的电离过程是吸热的 所以90 时纯水电离出的c H 和c OH 比25 时纯水电离出的c H 和c OH 大 答案 C 2 5分 常温下 在pH 12的某碱溶液中 由水电离出的c OH 为 A 1 0 10 7mol LB 1 0 10 6mol LC 1 0 10 3mol LD 1 0 10 12mol L 解析 由水电离的c H 10 pH 1 0 10 12mol L 由水电离出的c OH 等于由水电离出的c H 所以 c OH 也等于1 0 10 12mol L 答案 D 3 5分 水是一种极弱的电解质 在常温下平均每n个水分子只有1个分子发生电离 n的值是 A 1 1014B 55 6 107C 1 107D 55 6解析 根据常温时 1L水中只有1 10 7mol的水电离 可以确定如下关系 mol NA 1 10 7mol NAn1解得n 55 6 107 答案 B 4 5分 2010 徐州模拟 在t 时 某Ba OH 2的稀溶液中c H 10 amol L c OH 10 bmol L 已知a b 12 向该溶液中逐滴加入pH c的盐酸 测得混合溶液的部分pH如下表所示 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计 则c为 A 3B 4C 5D 6 解析 本题考查了pH的综合计算和从图表中获取关键信息的能力 Ba OH 2溶液的pH 8 即a 8 再根据a b 12 则b 4 该温度下KW 10 12 当恰好完全中和时 溶液的pH 6 即加盐酸的体积为22 00mL时 恰好完全中和 根据c H 22 00mL c OH 22 00mL 又c OH 10 4mol L 则盐酸c H 10 4mol L pH 4 即c 4 答案 B 5 10分 2010 启东模拟 1 现有pH 2的HCl溶液100mL 要使它的pH 3 如果加入蒸馏水 需加水 mL 如果加入pH 4的HCl溶液 需加入此HCl溶液 mL 假定溶液体积有加和性 下同 2 将pH 8的NaOH溶液与pH 11的NaOH溶液等体积混合后 溶液的pH 3 将0 1mol L盐酸和0 06mol L氢氧化钡溶液等体积混合后 该混合溶液的pH 4