高中化学水的电离和溶液的酸碱性

1、第三章 水溶液中的离子平衡安陆一中化学组安陆一中化学组2 0 2 22 0 2 2 年年 2 2 月月 1 61 6 日 星 期 三日 星 期 三第二节 水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离一、水的电离H2O + H2O H3O+ + OH-简写为：简写为：H2O H+ OH-(水电离出的水电离出的H+、OH-浓度相等浓度相等)水是水是极弱极弱的电解质的电解质25 1L水只有水只有10-7molH2O分子分子发生电离发生电离多少个水分子才有多少个水分子才有1个电离？个电离？5.56108 K 电离电离c(H+)c(OH-） c(H2O）K电离电离 . =c ( H+) .c( OH-) c(H2

2、O)Kw =c ( H+) .c( OH-) 其中常数其中常数K与常数与常数c(H2O)的积记为的积记为Kw,称称为为水的离子积常数水的离子积常数，简称为离子积，简称为离子积H2O H+ OH-1、水的离子积常数、水的离子积常数KwKw =c =c（H H+ +）c c（OHOH- -）说明：说明：1.1.常温（常温（25 25 ）KwKw = 1 = 1 10 10-14-14 2.2.稀溶液稀溶液 3.3.温度升高温度升高, , KwKw变大变大2 2、水的离子积、水的离子积( (常数常数) )：定义：在定义：在一定温度一定温度下，水（或稀溶液）中下，水（或稀溶液）中H H+ +与与OHO

3、H- -浓浓度的乘积，用度的乘积，用KwKw表示。表示。温度温度002020252550509090100100KwKw1.141.141010-15-156.816.811010-15-151 11010-14-145.475.471010-14-143.83.81010-13-131 11010-12-12问题与讨论问题与讨论1 1、在水中加入强、在水中加入强酸酸(HCl(HCl) )后，水的离子积是否发生改变？后，水的离子积是否发生改变？2 2、在水中加入强、在水中加入强碱碱(NaOH(NaOH) )后，水的离子积是否发生改变？后，水的离子积是否发生改变？升温升温呢？呢？3 3、在酸碱溶

4、液中，水电离出来的、在酸碱溶液中，水电离出来的c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )是否相等？是否相等？4 4、100100时，水的离子积为时，水的离子积为1010-12-12，求纯水中，求纯水中c(Hc(H+ +) )为为多少？多少？5 5、在酸溶液中水电离出来的、在酸溶液中水电离出来的c(Hc(H+ +) )和酸电离出来的和酸电离出来的c(Hc(H+ +) ) 有什么有什么关系关系？二、影响水的电离平衡的因素二、影响水的电离平衡的因素1 1、酸、酸2 2、碱、碱3 3、温度、温度抑制抑制水的电离，水的电离，KwKw保持不变保持不变升高温度促进水的电离，升高温度促进水的电离

5、，KwKw增大增大 注意：注意：KwKw是一个温度函数，只随温度的升高而增是一个温度函数，只随温度的升高而增大大. .4 4、加入能消耗、加入能消耗H H+ +和和OHOH- -的物质的物质如：如：NaNa、CuCu2+2+、CHCH3 3COOCOO- -三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )的关系的关系1.1.重要规律：重要规律： 在在一定温度一定温度时时, ,稀稀电解质溶液里电解质溶液里c(Hc(H+ +) )与与c(OHc(OH- -) )的乘积是一个常数。的乘积是一个常数。C(C(稀稀) 1mol/L) 1mol/L例：例：25

6、25时，时，KwKw=1=11010-14-14 100100时，时，KwKw=1=11010-12-12三、溶液的酸、碱性跟三、溶液的酸、碱性跟c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )的关系的关系2.2.关系关系(25)(25)：中性中性溶液：溶液：酸性酸性溶液：溶液：碱性碱性溶液：溶液：注注 意意水溶液中水溶液中H H+ +与与OHOH- -始终共存始终共存酸性溶液：酸性溶液：c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) ;c(H) ;c(H+ +) )越大酸性越强越大酸性越强碱性溶液：碱性溶液：c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH)c(OH- -) c(H) c(H+

7、+)1)11010-7-7mol/Lmol/Lc(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) c(H) c(H+ +)1)cc（OHOH） pH7pH7中性溶液：中性溶液： c c（H H+ +）=c=c（OHOH） pH=7pH=7碱性溶液：碱性溶液： c c（H H+ +）c7pH72 2、表示方法表示方法：pH=-lgpH=-lg c（H+）pOH=-lgpOH=-lg c（OH） 注意：注意：溶液溶液呈中性的标志呈中性的标志是是c c（H H+ +）= c= c（OHOH- -），此时），此时pHpH不一不一定为定为7 7酸性越强，酸性越强，pHpH越小；碱性越强，越小；碱性越强，pH

8、pH越大。对于酸而言：越大。对于酸而言：pHpH减小一个单位，减小一个单位，c c（H H+ +）就增大到原来的）就增大到原来的1010倍，倍，pHpH减减小小n n个单位，个单位，c c（H H+ +）就增大到原来的）就增大到原来的1010n n倍。倍。任意水溶液中任意水溶液中c c（H H+ +）00，但，但pHpH可为可为0 0，此时，此时c c（H H+ +）=1mol/L=1mol/L。一般，。一般，当当c c（H H+ +）1mol/L1mol/L时，故直接用时，故直接用c c（H H+ +）表示。表示。有关溶液有关溶液pHpH的计算的计算1 1、单一溶液的计算：、单一溶液的计算：

9、强酸溶液：强酸溶液：如：如：0.1mol/L0.1mol/L的的HClHCl溶液，溶液，pH=1pH=1一般而言对于强酸一般而言对于强酸H Hn nA A，设浓度为，设浓度为c mol/l, c mol/l, 则则c(Hc(H+ +)=nc)=nc mol/L mol/L，pH=-lgc(HpH=-lgc(H+ +)=-lgnc)=-lgnc强碱溶液：强碱溶液：如：如：0.1mol/L0.1mol/L的的NaOHNaOH溶液，溶液，pH=13pH=13一般而言对于强碱一般而言对于强碱B(OH)B(OH)n n，设浓度为，设浓度为c mol/l,c mol/l,则则c(Hc(H+ +)=10)=

10、10-14-14/nc mol/L/nc mol/L，pH=-lgc(HpH=-lgc(H+ +)=14+lgnc)=14+lgnc思考：思考：已知弱酸已知弱酸HAHA的浓度为的浓度为c mol/L,c mol/L,电离度为电离度为，则，则pH=pH=已知弱碱已知弱碱BOHBOH的浓度为的浓度为c mol/Lc mol/L，电离度为，电离度为，则则pH=pH=-lgc-lgc 14+lgc 14+lgc 2 2、强酸、强碱的稀释：、强酸、强碱的稀释：例例1 1、0.001 mol/L0.001 mol/L盐酸的盐酸的pH =_pH =_，加水稀释到原来，加水稀释到原来体积的体积的1010倍，倍

11、，pH=_pH=_，加水到原来的，加水到原来的10103 3倍，倍，pH =_,pH =_,加水到原来的加水到原来的10104 4 倍倍pH= _,pH= _,加水到原来的加水到原来的10106 6倍，倍，pH=_pH=_例例2 2、pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀释到原来的溶液加水稀释到原来的1010倍，则倍，则溶液的溶液的pH=_pH=_，pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀释到原来溶液加水稀释到原来的的10102 2倍，则溶液的倍，则溶液的pH=_pH=_3 34 46 69 98 8pH=6pH=6或或8 8时，不可忽略水的电离，只能接近时，不可忽略水的

12、电离，只能接近7 7，酸碱溶液无限稀释，酸碱溶液无限稀释，pHpH只能约等于只能约等于7 7或接近或接近7 7：酸不：酸不能大于能大于7 7；碱不能小于；碱不能小于7 7结论结论：强酸强酸( (碱碱) )每稀释每稀释1010倍，倍，pHpH向向7 7靠拢一个单位。靠拢一个单位。例例3 3、pH=3HAcpH=3HAc加水稀释到原来加水稀释到原来1010倍，溶液的倍，溶液的pHpH值范围值范围_；pH=12pH=12氨水加水稀释到原来氨水加水稀释到原来1010倍，溶液的倍，溶液的pHpH值范围值范围_。 结论结论：弱酸：弱酸( (碱碱) )每稀释每稀释1010倍，倍，pHpH值向值向7 7靠拢不

13、到一个靠拢不到一个单位单位3 3、弱酸、弱碱的稀释、弱酸、弱碱的稀释3 34 4之间之间11111212之间之间4 4、两种、两种pHpH值不同的同种强酸（碱）溶液混合值不同的同种强酸（碱）溶液混合例例5、pH=11和和pH=9的两种的两种NaOH溶液等体积混溶液等体积混合，求混合溶液的合，求混合溶液的pH值。值。例例4 4、pH=3pH=3和和pH=5pH=5的两种盐酸以的两种盐酸以2 2：1 1的体积比混合，求的体积比混合，求混合溶液的混合溶液的pHpH值值c(H+)=(10-32+10-51)/3=6.710-4mol/LpH=3.2c(OH-)= (10-3+10-5)/2=5.051

14、0-4mol/Lc(H+)=210-11mol/L pH=10.7例例6 6、 pH=1 pH=1盐酸和盐酸和pH=12pH=12的的NaOHNaOH溶液等体积混合，求溶液等体积混合，求混合后溶液的混合后溶液的pHpH值。值。5 5、强酸、强碱溶液的混合、强酸、强碱溶液的混合c(H+)=(10-110-2)/2=0.045mol/LpH=1.35pH=4盐酸和盐酸和pH=12的的NaOH溶液等体积混合，溶液等体积混合，求混合后溶液的求混合后溶液的pH值值。c(OH-)= (10-210-4)/2=510-3mol/Lc(H+)=210-12mol/L pH=11.7pH=8和pH=10的两种NaOH溶液等体积混合后pH=9.7 错解：c(H+)=(10-8+10-10)/2=5.0510-9mol/L pH=8.3pH=8 c(H+)=10-8mol/L c(OH-)=10-6mol/LpH=10 c(H+)=10-10mol/L c(OH-)=