《标准课-高三-化学-选修4-教学教案5第五讲水的电离和溶液的酸碱性(一).pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《标准课-高三-化学-选修4-教学教案5第五讲水的电离和溶液的酸碱性(一).pdf（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第五讲水的电离和溶液的酸碱性（一） 教学目标 1了解溶液pH 的定义。 2了解测定溶液pH 的方法，能进行pH 的简单计算。 3能根据实验试题要求，分析处理实验数据，得出合理结论。 知识梳理 知识点一、水的电离及特点 1. 水的电离 水是一个极弱的电解质，存在极弱的电离 电离方程式： H2O? H+OH- 或 H2O+H2O ? H3O+OH- H0 2. 水电离的特点 （1）水的电离是 吸热反应，升高温度促进电离，降低温度抑制电离。 （2）纯水中加入酸或碱，抑制水的电离，由水电离出的H +和 OH 减小。 （3）纯水中加入能水解的盐，促进水的电离，由水电离出的H +和 OH 增大。 （4）任
2、何电解质溶液中H +和 OH 总是共存的， c(H +)和 c(OH )此增彼减。 （5）越热越 电 离；酸碱 抑 制 水的电离，弱盐促 进水的电离。 典型例题 1常温下，某溶液中水电离出的c(OH )=1 10 -13mol/L ，对该溶液的叙述正确的是（ D ） A溶液一定显酸性B溶液一定显碱性 C溶液一定显中性D溶液可能是c(OH )=0.1mol/L 的溶液 225 时， KW1 10 14,100 时， K W1 10 12，这说明 (双选 )( ) A100 时水的电离程度较大B100 时水的酸性增强 CKW与温度无直接关系D水的电离是一个吸热过程 答案：AD 3在 25 时，某稀
3、溶液中由水电离产生的c(H )为 1013mol L1，下列有关该溶液的叙述，正 确的是 () A该溶液一定呈酸性B该溶液一定呈碱性 C该溶液的pH 值一定是1 D该溶液的pH 值可能约为13 答案：D 知识点二、水的电离平衡状态及影响因素 1. 水电离出的c(H +) 和 c(OH-)，水与溶液中的 c(H +)和 c(OH-)的关系： （1）水的电离受溶液酸碱性强弱及在水中溶解的不同电解质的影响 无论是强酸强碱还是弱酸弱碱，其水溶液中由于酸电离出的H+或是碱电离出的OH-均能 使水电离平衡向左移动 ，即 抑制 了水的电离，故水的电离程度应该减小 。 强酸强碱盐溶液中水的电离程度与纯水的电离
4、程度相等；强酸的酸式盐 （如 NaHSO4）或 是电离程度较大的多元弱酸的酸式酸根形成的盐（如NaH2PO4） ，与酸溶液相似，因而抑制 水的电离；强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐，都能发生水解反应，故将促进 水的电离， 使水的电离程度增大 。 溶液的酸碱性越强，水的电离程度不一定 （填 “ 一定 ” 或“ 不一定 ” ）越小。 （2）酸、碱、盐溶液中水电离出的c(H +) 在酸溶液中， c(OH -)等于 H 2O 电离出的c(OH -)。 在碱溶液中， c(H +)等于 H 2O 电离出的c(H +)。 在水解呈酸性的溶液中，c(H +)等于 H 2O 电离出的c(H +)。 在水解呈碱
5、性的溶液中，c(OH -)等于 H 2O 电离出的c(OH -)。 2水电离平衡的影响因素 （1）温度： 水的电离是 吸热 过程，升高温度，水的电离平衡右移 ，电离程度 增大 ，C(H +)和 C(OH-) 同时 增大 ，KW增大 ，如 100时， KW=1 10 -12 但由于c(H +)和 c(OH-)始终保持 相等 ，故仍呈 中性。 （2）酸、碱 向纯水中加入酸或碱，由于酸 （碱） 电离产生的H +(OH- )，使溶液中的c(H +)或 c(OH- )增大， 使水的电离平衡左移 ，水的电离程度减小 。 （3）含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐 在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于
6、它们能跟水电离出的H +和 OH- 结合生成难电离物，使水的电离平衡右移 ，水的电离程度增大 。 （4）强酸的酸式盐 向纯水中加入强酸的酸式盐，如加入NaHSO4，由于电离产生H，增大 c(H )，使水的 电离平衡 左移 ，抑制 了水的电离 （5）加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属，如金属钠，由于活泼金属能与水电离的H直接作用，产生氢 气， 促进 水的电离。 （6）电解 如电解 NaCl 溶液等，实际上相当于水电离出的H +发生反应，生成 H2，从而 促进 水的电 离。 总结为： 条件变化移动情况c(H +)、c(OH- )变化 KW 电离程度 纯水H2OH +OH - c(H +)=c(OH
7、-)=10-7mol L-1 1 10 -14 很小 升温向右移动 c(H +)=c(OH-)10-7mol L-1 增大增大 加酸向左移动c(H +)变大， c(OH -)c(OH-) 不变增大 强碱弱 酸盐 向右移动 c(OH -)c(H+) 不变增大 典型例题 1.(2014 民大附中期中8）能促进水的电离，并使溶液中c(H +)c(OH-)的操作是（ ） 将水加热煮沸向水中投入一小块金属钠向水中通CO2 向水中加入NH4Cl 固体向水中加入NaHCO3固体向水中加NaHSO4固体 A、B、C、D、 答案 :D 2.（2014 朝阳高二期末4）常温下，已知水的电离方程式是H2O?H +O
8、H-下列叙述中正确 的是（） A.表示的粒子不会对水的电离平衡产生影响 B.向水中加入少量盐酸，c（H +）增大， K W不变 C.水的电离程度只与温度有关 D.向水中加入少量固体CH3COONa，平衡向逆反应方向移动，c（H +）降低 答案 :B 3 pH3 的两种一元酸HX 和 HY 溶液，分别取50 mL 加入足量的镁粉，充分反应后，收 集到 H2的体积分别为V(HX) 和 V(HY) ，若 V(HX) V(HY) ，则下列说法正确的是() AHX 可能是强酸 BHY 一定是强酸 CHX 的酸性强于HY 的酸性 D反应开始时二者生成H2的速率相等 答案D 4在相同温度下，0.01 mol
9、 L 1 NaOH溶液和0.01 mol L 1 的盐酸相比，下列说法正确的是 () A由水电离出的c(H )相等 B由水电离出的c(H )都是 1.0 10 12 mol L 1 C由水电离出的c(OH )都是 0.01 molL 1 D两者都促进了水的电离 答案A 知识点三、水的离子积及注意事项 2水的离子积 （1）定义 水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O)几乎不变，因此，c(H2O)可视为 常数 ，则 c(H ) c(OH -)=K 电离 c(H2O)常数 K 电离与常数c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子 积常数，简称水的离子积，记作KW，即 KW= c(H +) c
10、(OH - )，25时： KW= c(H ) c(OH -)=1.0 10 -14 （2）对于水的离子积的理解注意事项： 温度越高， Kw 越大 ，水的电离度 越大 。对于中性水，尽管Kw 电离度增大，但仍是 中性水。 KW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。 不同溶液中，c(H +)、c(OH-)可能不同，但是溶液中由水电离出来的 c(H +)、 c(OH-)总 是相等的 不过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 。 水的离子积是有单位的，表示为mol 2L-2，但因其复杂经常省略。 常温时，若某溶液中由水电离
11、出来的 +-a c(H ) c(OH ) =110且 a14,则由水电离出的 +-a/2 c(H ) = c(OH ) =110，pH=a/2 或(14-a/2)。 典型例题 1关于水的离子积常数，下列说法不正确的是() A100水中， c(H ) c(OH )1 10 14 B纯水中， 25时， c(H ) c(OH )1 10 14 C25时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H ) c(OH )1 10 14 DKW值随温度升高而增大 答案A 2常温下，某溶液中由水电离的c(H )1 1013 mol L 1，该溶液可能是 () 二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液 ABCD
12、答案A 3已知液氨的性质与水相似，25时， NH3NH3NH 4NH 2，NH 4的平衡浓度为 1 10 15 mol L 1，则下列说法中正确的是 () A在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大 B在液氨中加入NH4Cl 可使液氨的离子积减小 C在此温度下液氨的离子积为1 10 17 D在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2 答案D 4 t 时，水的离子积为KW，该温度下将a mol L 1 的一元酸HA 与 b mol L 1 的一元碱BOH 等体积混合，要使混合液呈中性，必要的条件是() A混合液中c(H )KW B混合液的pH7 Ca b D混合液中c(B )c(A )c(OH )
13、答案： A 5水的电离过程为H2OH OH ，在不同温度下水的离子积常数为： K(25 )1.0 10 14，K(35)2.1 10 14。则下列叙述正确的是 ( D ) 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 6水是一种极弱电解质，在室温下平均每n 个水分子只有一个水分子发生电离，则n 值是 ( A ) A1 10 14 B5.56 10 8 C10 7 D55.6 725时，水的电离达到平衡：H2OH OH ；H 0，下列叙述正确的是 ( B) A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH )降低 B向水
14、中加入少量固体硫酸氢钠，c(H )增大， K W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 知识点四、溶液酸碱性及其表示方法 （1）溶液的酸碱性决定于溶液中c(H )和 c(OH -)的相对大小， c(H )c(OH -)则溶液 显酸性 ； c(H )c(OH-) pH10 -7 7 10 -7 中性 c(H +)=c(OH-) pH=7 =10 -7 =10 -7 典型例题 1由一价离子组成的四种盐：AC、BD 、AD 、BC 的 1 mol L 1 的溶液，在室温下，前两种溶液 的 pH7，第三种溶液pH 7，最后一种溶液p
15、H7，则() A B C D 碱性AOH BOH AOH BOH AOH BOH AOH BOH 酸性HCHD HC HD HCHD HCHD 答案A 2常温下，一定浓度的某溶液，由水电离出的c(OH )10 4 mol L 1，则该溶液中的溶质可能 是() AAl2(SO4)3B CH3COONa CNaOH D KHSO4 答案B 4下列关于盐溶液呈酸碱性的说法错误的是() A盐溶液呈酸碱性的原因是破坏了水的电离平衡 BNH4Cl 溶液呈酸性是由于溶液中c(H )c(OH ) C在 CH3COONa 溶液中，由水电离的c(OH ) c(H) D水电离出的H 和 OH 与盐中弱离子结合，造成
16、盐溶液呈酸碱性 答案C 3物质的量浓度相同的下列溶液中，符合按pH 由小到大的顺序排列的是() ANa2CO3NaHCO3NaClNH4Cl BNa2CO3NaHCO3NH4ClNaCl C(NH4)2SO4NH4ClNaNO3Na2S DNH4Cl(NH4)2SO4Na2SNaNO3 答案C 4(1)常温下， 0.10 molL 1 NH 4Cl 溶液 pH”、“ ” 或 “ ”、“ ” 或 “ ”、“ ” 或 “ c(H ) DNaHCO3溶液显酸性 答案C 知识点五、溶液PH 测定方法 （1）酸碱指示剂 酸碱指示剂一般是弱有机酸或是弱有机碱，他们的颜色变化实在一定范围内发生的，因 此可以
17、利用这些弱酸弱碱来测定溶液的pH。但只能 测定 pH 的范围，一般 不能 准确测定pH。 见下表： 指示剂变色范围的pH 石蕊8.0 蓝色 甲基橙4.4 黄色 酚酞10.0 红色 甲基红6.2 黄色 （2）pH 试纸 粗略的测定溶液的pH 可以使用 pH 试纸， pH 试纸测得的值只能为自然数 （从 1 到 14） 而不能 为小数或分数（看与标准比色卡上哪个pH 的颜色最接近） 注意： pH 试纸在使用的 时候 不能 用水润湿，否则非中性溶液的pH 测定值要比实际值大（酸性）或 小（碱性）具体 操作为：用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在pH 试纸的 中部，与标准比色卡对照，读出溶液 的 pH。 （
18、3）pH 计算：精确测定溶液的pH 值（精确到小数点后两位，如pH=1.64）。 典型例题 1.（2014 民大附中期中6）用 pH 试纸测定溶液pH 的正确操作是（A） 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 2.一元碱 A 与 0.01 mol/L 的一元强酸等体积混合后所得溶液的pH 为 7。 以下说法中正
19、确的是 ( A ) 若 A 为强碱，其溶液的物质的量浓度等于0.01 mol/L 若 A 为弱碱，其溶液的物质的量浓度大于0.01 mol/L 反应前， A 溶液中 c(OH )一定是 0.01 mol/L 反应后，混合溶液中阴离子的浓度大于阳离子的浓度 ABCD 3pH13 的强碱溶液和pH2 的强酸溶液混合，所得溶液的pH11，则强碱溶液和强酸 溶液的体积之比为( D ) A111 B91 C111 D19 4有一学生甲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。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误 差。学生丙对
20、学生甲的操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。 (1)你支持 _( 填“ 乙” 或 “ 丙”)同学的观点，原因是_ 。 (2)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 _。 (3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你_( 填“ 能” 或“ 不能 ”)区分 0.1 molL 1 的硫酸和 0.01 molL 1 的硫酸。若能，简述操作过程。 _ 紫色石蕊试液酚酞试液甲基橙试液蒸馏水BaCl2溶液pH 试纸 答案(1)丙当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差 (2) 盐酸在稀释过程中，醋酸继续电离产生H ，使得溶液中c(H )较盐酸溶液中 c
21、(H )大， 误差较小 (3) 能用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH 试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH 较大 的为 0.01 molL 1 的硫酸 巩固练习 1. （2013 西城区南区期末5）酸、碱完全中和时，有关说法正确的是（D ） A. 溶液一定呈中性 B. 酸和碱的物质的量一定相等 C. 酸和碱的物质的量浓度相等 D. 酸能提供的H与碱能提供的OH的物质的量相等 2下列有关叙述正确的是() A在中和滴定中，既可用标准溶液滴定待测溶液，也可用待测溶液滴定标准溶液 B进行中和滴定操作时，眼睛要始终注视滴定管内溶液液面的变化 C滴定中和热时，两烧杯间填满碎纸的作用是固定小烧杯 D 若用
22、 50 mL 0.55 molL 1 的氢氧化钠溶液， 分别与 50 mL 0.50 molL 1 的盐酸和 50 mL 0.50 mol L 1 硫酸充分反应，两反应的中和热不相等 答案A 3室温下等体积混合0.1 mol L 1 的盐酸和0.06 mol L 1 的 Ba(OH)2溶液后，溶液的pH 等于 () A2.0 B12.3 C1.7 D12.0 答案D 4室温时，某溶液中由水电离生成的H 和 OH物质的量浓度的乘积为 1 10 24，则在该溶液中 一定不能大量共存的离子组是() AAl 3 、Na、NO 3、Cl BK 、Na、Cl 、CO 2 3 CNH 4、Na 、 Cl、S
23、O2 4DNH 4、K 、SiO 2 3、NO 3 答案D 5. pH2 的 A、B 两种酸溶液各1 mL ，分别加水稀释到1 000 mL ，其中 pH 与溶液体积V 的关系如右图所示，下列说法正确的是(双选 )() AA、B 两酸溶液的物质的量浓度一定相等 B稀释后， A 酸溶液的酸性比B 酸溶液强 Ca5 时， A 是强酸， B 是弱酸 D若 A、B 都是弱酸，则5a2 答案：CD 6 25时，若pHa 的 10 体积某强酸溶液与pHb 的 1 体积某强碱溶液混合后溶液呈中性， 则混合之前该强酸的pH 与强碱的 pH 之间应满足的关系(C) Aa b14 B ab13 Cab 15 Da
24、b7 7(8 分)将 0.2 molL 1 HA 溶液与 0.2 mol L 1 NaOH 溶液等体积混合，测得混合溶液中 c(Na)c(A )，则 (用 “ ” 、“ (4) 8 （2013 四中期中28） （7 分）在 t时，某 NaOH 稀溶液中， c(H +)=10-amol/L ， c(OH -)=10-bmol/L ，已知 a+b=12，则： （1）该温度下，水的离子积常数Kw=_。 （2）该温度下，将100mL0.1mol/L 的稀硫酸与100mL0.4mol/L 的 NaOH 溶液混合后，溶液 的 pH=_ ，此时该溶液中由水电离的c(OH -)=_mol/L 。 （3）该温度
25、下，若10 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应满足的关系是_。 （4）该温度下， pH=3 的硫酸溶液和pH=9 的 NaOH 溶液等体积混合后，混合溶液的pH_ （填 7、=7、7、=7、c(ClO )c(OH) Bc(ClO )c(HCO 3)c(H ) Cc(HClO) c(ClO )c(HCO 3)c(H2CO3) Dc(Na )c(H )c(HCO 3)c(ClO )c(OH) 答案A 5下列各组离子在指定条件下，一定能大量共存的是() A能使蓝色石蕊试纸变红色的溶液中：K 、Na、 CO 2
26、3、NO 3 Bc(H )1 10 1 mol L 1 的溶液中： Cu 2 、Al 3、SO2 4、NO3 C能使淀粉碘化钾试纸变蓝的溶液中：Na、NH 4、S 2、 Br D水电离出的c(H )1 10 12 mol L 1 的溶液中：Na、Mg 2、 Cl、SO2 4 答案B 6已知 HF、CH3COOH 均为弱酸，酸性强弱顺序为HFCH3COOH ，下列说法正确的是() A浓度均为0.1 molL 1 的 NaF、CH3COONa 溶液相比较，CH3COONa 溶液碱性较强 B0.1 molL 1 CH 3COOH 溶液，加水稀释过程中，所有离子浓度均减小 CNaF 溶液中只含有Na、
27、F、H 、OH 、H2O 五种微粒 DNaF 溶液中加入少量NaOH 固体，溶液中c(F )变小 答案A 7醋酸溶液中存在电离平衡CH3COOH HCH3COO ，下列叙述不正确的是 () A醋酸溶液中离子浓度的关系满足：c(H )c(OH )c(CH3COO ) B0.10 molL 1 的 CH3COOH 溶液中加水稀释，溶液中c(OH )减小 CCH3COOH 溶液中加少量的CH3COONa 固体，平衡逆向移动 D常温下 pH 2 的 CH3COOH 溶液与 pH12 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液的pH c(Y) c(X) C稀释前电离程度大小为XYZ DpH2 时， X、Y、
28、Z 都是稀溶液 9两种不同浓度的NaOH 溶液， c(H )分别为 1 10 14 mol L 1 和 1 10 10 mol L 1。将此两 溶液等体积混合后，所得溶液中的c(H )是 ( D) A1 (10 141010) mol L 1 B. 110 141010 2 mol L 1 C2 10 10 mol L 1 D2 10 14 mol L 1 10. （2011-2012 人大附高二第二学期期末30） （5 分）下表是不同温度下水的离子积常数： 温度 /25 t1t2 水的离子积常数1 10 -14 KW1 10 -12 试回答以下问题： （1）若 25 t1 t2，则 KW _110 -14（填 “ ” 、 “ ” 或“ =” ） （2）25下， 将 pH=13 的氢氧化钠溶液V1 L 与 pH=1 的稀盐酸V2 L 混合（设混合后溶液的 体积为： V1+V2） ，所得混合溶液的pH=2，则 V1：V2= _ （3）将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中c（Na +） _ c （CH3COO -） （填 “ ” 、“ =” 或“ ” ） （4）pH=3 的醋酸和pH=11 的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液中c（Na +） _ c （CH3COO -）填“ ” 、“ =” 或“ ” 答案：(1) ；(2) 9：11 ；(3) ； (4)