高中化学 水的电离溶液的酸碱性与pH（基础）知识讲解学案 选修4

1、学必求其心得，业必贵于专精水的电离 溶液的酸碱性与ph【学习目标】1、认识水的离子积常数，能进行溶液ph的简单计算；2、初步掌握测定溶液ph的方法，知道溶液ph的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用；【要点梳理】要点一、水的电离1水的电离（1）水是一种极弱的电解质，它能微弱电离：2h2oh3o+oh h0。（2）水的电离的特点水分子与水分子之间相互作用引起水的电离。极难电离，通常只有极少数水分子电离.由水电离出的h+和oh数目相等。水的电离是吸热的、可逆的。【高清课堂：水的电离溶液的酸碱性与ph】2水的离子积常数一定温度下,由水电离出的c（h+)与c(oh)的乘积是一个常数，称为水的离子积常

2、数,简称水的离子积，用kw表示。即kw=c(h+）c(oh）.25时，c(h+）=(oh）=107 moll1.25时，kw=11014。要点诠释:kw与温度有关，随温度升高而逐渐增大。25时kw=11014，100时kw=11012。kw=1.01014不仅适用于纯水（或其他中性溶液），也适用于酸、碱、盐的稀溶液。在不同溶液中c(h+）、c（oh)可能不同，但任何溶液中由水电离的c(h+)与c(oh)总是相等的.kw=c（h+）c(oh）式中，c（h+）、c（oh)均表示整个溶液中总物质的量浓度.kw是有单位的，其单位为mol2l2，因其复杂通常省略。3影响水电离的因素。（1)温度:由于水的

3、电离吸热，温度越高，水的电离程度越大,kw越大，但仍为中性.(2）酸、碱:在纯水中加入酸或碱，酸或碱电离出的h+或oh会使水的电离平衡左移，从而抑制水的电离。（3)易水解的盐:在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液显什么性,均促进水的电离,使水的电离程度增大,但只要温度不变，kw不变。（4）其他因素:如向水中加入活泼金属,由于与水电离出的h+直接作用，因而促进了水的电离平衡向电离的方向移动。要点二、溶液的酸碱性与ph【高清课堂：水的电离溶液的酸碱性与ph】1溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中的c（h+)与c（oh）的相对大小.在常温下,中性溶液:c(h+）=c(oh)=1107 mol/l；

4、酸性溶液:c（h+）c（oh），c(h+)1107 mol/l;碱性溶液：c（h+）c(oh），c(h+）1107 mol/l。要点诠释：（1）在酸、碱、盐的稀溶液中都存在着水的电离平衡，因此都存在着h+和oh,只是其浓度可能相同或不同.（2）在酸、碱、盐的稀溶液中，仍然有kw=c（h+）c(oh)这一关系，因此，已知c（h+)或c(oh),就可以通过kw来计算c(oh)或c(h+)。如25时，0。01 moll1盐酸中c（h+）=102 moll1，则c(oh）=1012 moll1；0.01 moll1 naoh溶液中c(oh)=0.01 moll1，则c(h+)=1012 moll1.2

5、溶液的酸碱性与ph的关系(常温时）。（1）ph：溶液的ph指的是用c（h+)的负常用对数来表示溶液的酸碱性强弱，即ph=lg|c（h+)。(2）相互关系。中性溶液：c（h+)=c（oh）=1107 moll1,ph=7。酸性溶液：c(h+)1107 moll1c(oh），ph7，酸性越强，ph越小。碱性溶液：c(h+)1107 moll1c（oh)，ph7,碱性越强，ph越大。常温下，溶液酸碱性与ph的关系如图所示: 3溶液酸碱性判定规律。 （1)ph相同的酸（或碱)，酸（或碱）性越弱，其物质的量浓度越大. （2）ph相同的强酸和弱酸溶液，加水稀释相同的倍数,则强酸溶液ph变化大；碱也如此.

6、（3）酸与碱的ph之和为14，等体积混合。 若为强酸与强碱，则ph=7； 若为强酸与弱碱，则ph7; 若为弱酸与强碱，则ph7。 （4）等体积强酸（ph1)和强碱（ph2）混合。 若二者ph之和为14，则溶液呈中性,ph=7； 若二者ph之和大于14，则溶液呈碱性； 若二者ph之和小于14,则溶液呈酸性。 4ph的测定方法。 （1）ph试纸的使用方法：把ph试纸放在洁净的干燥的表面皿（或玻璃片）上，用玻璃棒蘸取一滴待测液点在ph试纸的中部，待变色后与比色卡对比，读出ph（整数）。 要点诠释：ph试纸不能伸入待测溶液中；ph试纸不能事先润湿（若润湿相当于将溶液稀释了)，测定ph是一个粗略实验;p

7、h只读到整数（如3,13）而不能读到小数（如3.1，12.7）. （2）常用酸碱指示剂及其变色范围。指示剂变色范围的ph石蕊5。0红色5。08.0紫色8.0蓝色甲基橙3.1红色3.14。4橙色4.4黄色酚酞8。2无色8.210.0粉红色10.0红色 5ph的应用测试和调控溶液的ph，对工农业生产、科学研究，以及日常生活和医疗保健都具有重要意义。 （1）医疗上：当体内的酸碱平衡失调时，血液的ph是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控ph则是辅助治疗的重要手段之一。 (2）生活中:人们洗发时用的护发素，其主要功能也是调节头发的ph使之达到适宜的酸碱度. (3）在环保领域中，酸性或碱性废水处理常常

8、利用中和反应,在中和处理的过程中可用ph自动测定仪进行监测和控制。 （4）农业生产中，因土壤ph影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，各种作物生长都对土壤的ph范围有一定的要求。 (5）在科学实验和工业生产中，溶液ph的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素.要点三、ph的计算1单一溶液的ph计算。（1）强酸溶液，如hna,设浓度为c moll1。c（h+)=nc，ph=lgc（h+)=lgnc(2）强碱溶液，如b(oh)n，设浓度为c moll1.，ph=lgc（h+）=14+lgnc2混合计算（1）加水稀释(2）两强酸混合。（3）两强碱混合。(4）酸碱混合。酸过量：碱过

9、量：计算时应判断溶液的酸碱性,若为酸性，按h+计算;若为碱性，按oh计算.原因是在酸性溶液中，oh来自于水的电离,而冲稀或混合过程中，水的电离被破坏，oh的量不再守恒。h+则考虑酸的电离而忽略水的电离。碱性溶液同理，只能首先计算oh的变化。 3酸碱稀释时ph变化规律。 (1)ph相同的强酸（碱）和弱酸（碱)稀释相同的倍数，强酸（碱）ph变化大.如ph=3的强酸和弱酸分别稀释100倍，稀释后强酸ph=5,弱酸ph5。 （2）ph相同的强酸（碱）和弱酸（碱）,分别稀释到相同的ph，弱酸（碱)加水多。 （3）酸碱无限稀释时其ph7。 规律总结 酸按酸、碱归碱;同强相混在中间、异强混合看过量，无限稀释

10、7为限。【典型例题】类型一、水的电离和水的离子积 例1 25时，水的电离达到平衡：h2oh+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ch3coona，平衡逆向移动，c(h+）降低 d将水加热,kw增大,ph不变【思路点拨】考查水的电离的影响因素。可以按上一个知识点中提到的知识,影响弱电解质电离的因素仍然适用于分析水的电离平衡的影响。【答案】b 【解析】a项中向水中加入稀氨水后c(oh)增大，a错；b项中向水中加入少量固体硫酸氢钠后，c（h+)增大,但kw不变，b正确；c项

11、中加入少量固体ch3coona后,因ch3coo结合h+而使水的电离平衡正向移动,c错;将水加热后，kw增大，ph减少，但仍呈中性，d错。【总结升华】酸、碱的加入对水的电离都有抑制作用，强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐的加入以及升温都会对水的电离起促进作用。举一反三： 【变式1】水的电离过程为h2oh+oh，在不同温度下其平衡常数为:k（25）=1。01014,k（35）=2。11014，则下列叙述正确的是（ )。 ac(h+)随着温度的升高而降低 b在35时，c（h+)c（oh) c水的电离程度（25)（35） d水的电离是吸热的【答案】d类型二、溶液的酸碱性与ph 例2 下列关于溶液酸碱

12、性的说法中，正确的是（ ）。 ac（h+）很小的溶液一定呈碱性 bph=7的溶液一定呈中性 cc（oh)=c(h+)的溶液一定呈中性 d不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性 【思路点拨】关于溶液酸碱性的判断,根本问题是溶液中氢离子浓度及氢氧根溶液的相对大小；在温度不明确时，不能简单通过ph判断溶液酸碱性。 【答案】c 【解析】溶液的酸碱性最本质的判断标准是h+和oh浓度的相对大小.如果c(h+）=c（oh）,溶液呈中性；如果c(h+)c(oh）,溶液呈酸性；如果c（h+）c(oh），溶液呈碱性.c(h+）很小的溶液,c(oh）也可能很小；ph=7的溶液只有在常温下才是中性的;常温下，ph8的溶液

13、都不能使酚酞变红,可能为酸性、中性或碱性。【总结升华】因为水的离子积kw随温度变化，故ph7(或7）均可能为中性。举一反三: 【变式1】常温下有三种溶液a、b、c，其中a的ph=5,b中c(h+)=1104 mol/l，c中c（oh)=1011 mol/l，则三种溶液的酸性（ ）。 ac溶液最强 bcba cb溶液最强 db溶液最弱【答案】a、b类型三、溶液ph的计算例3 常温下，某溶液中由水电离产生的c（h+）=11011 moll1,则该溶液的ph可能是（ ）a3 b7 c8 d11 【思路点拨】审题时注意题干中的“由水电离出,因为酸、碱的存在都会对水的电离产生抑制作用.所以，这两个因素都

14、应该考虑到。【答案】a、d【解析】根据水的电离平衡h2oh+oh知：由水电离产生的c(h+)=c（oh）=11011 moll1，抑制水电离的原因是溶液中c(h+)或c(oh）增大，若由于c(h+）增大，则该溶液中（moll1），即ph=3；若由于c(oh)增大，则该溶液中（moll1），即ph=11，故选a、d。【总结升华】这类题目解决时要注意，究竟是什么原因引起水的电离度减小?是加酸还是加碱？因为加酸、加碱都会引起水的电离度减小,因此对于这样的题目要分成两种情况。无论哪种都以水电离出的离子为基准物，结合kw进行计算。举一反三：【变式1】某温度下,纯水的c（h+)=2.0107 mol/l，

15、则此时c(oh)=_，kw=_,温度不变，向水中滴入盐酸，使c(h+）=5。0105 mol/l，则c(oh）=_。【答案】2.0107 mol/l 4.01014 8.01010 moll1【高清课堂：水的电离溶液的酸碱性与ph】【变式2】25时，某溶液中由水电离产生的c(h+)和c(oh)的乘积为11018,下列说法正确的是a该溶液的ph一定是9b该溶液可能ph=5c该溶液的ph不可能是7d不会有这样的溶液e该溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液【答案】bce类型四、酸、碱混合时溶液ph、体积比的分析与计算 例4 25时，若体积va、ph=a的某一元强酸与体积为vb、ph=b的某一元强碱混

16、合，恰好中和，且已知vavb和a=0。5b.请填写下列空白。（1)a值可否等于3?_(填“可或“否”）,其理由是_。（2）a值可否等于5?_（填“可”或“否），其理由是_.（3）a的取值范围是_。 【思路点拨】本题属于强酸强碱的中和反应，混合后溶液必然呈中性，即氢离子浓度和氢氧根浓度相同.另外再结合a=0。5b解答。【答案】（1）否 答案见解析 （2）否 答案见解析。 （3）【解析】(1)若a=3,由a=0。5b可知b=6，与题设ph=b的一元强碱矛盾。（2）若a=5，则b=10，c（oh）b=104 moll1，中和时,应该有vac（h+）a=vbc（oh)b，即，与题设vavb不符.（3）由题设，可得:，