学年高中化学 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.docx
- 文档编号:2838333
- 上传时间:2022-11-15
- 格式:DOCX
- 页数:15
- 大小:65.49KB
学年高中化学 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.docx
《学年高中化学 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.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《学年高中化学 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.docx(15页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
学年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
第1课时 水的电离、溶液的酸碱性与pH
[目标导航] 1.了解水的电离平衡及影响因素。
2.了解水的离子积并能进行简单计算。
3.了解溶液的酸碱性与pH的关系。
一、水的电离
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++
OH-,水的电离常数K电离=
。
2.水的离子积常数
(1)Kw的推导
水的电离平衡常数K电离=
,则c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)。
从实验可知,在室温时55.6mol纯水中只有1×10-7molH2O电离,电离前后H2O的物质的量几乎不变,因此c(H2O)可视为常数,K电离也为一常数,所以K电离·c(H2O)必然也为常数,用Kw表示,因此有c(H+)·c(OH-)=Kw。
(2)Kw的影响因素
水的离子积Kw,只受温度的影响,温度升高,Kw增大。
(3)Kw的适用范围
Kw不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。
3.外界条件对水的电离平衡的影响
c(H+)/mol·L-1
c(OH-)/mol·L-1
水的电离程度
平衡移动
Kw
纯水
1.0×10-7
1.0×10-7
——
——
1.0×10-14
升温
>1.0×10-7
>1.0×10-7
增大
向右
增大
加酸
>1.0×10-7
<1.0×10-7
减小
向左
不变
加碱
<1.0×10-7
>1.0×10-7
减小
向左
不变
加活泼金属
<1.0×10-7
>1.0×10-7
增大
向右
不变
【合作探究】
1.在pH=2的盐酸溶液中由水电离出来的c(H+)与c(OH-)之间的关系是什么?
答案 外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但任何时候由水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。
2.常温下,0.01mol·L-1的HCl溶液中,c(H+)水=________;0.01mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)水=________。
答案 1.0×10-12mol·L-1 1.0×10-12mol·L-1
3.在100℃,纯水中c(H+)=1.0×10-6mol·L-1,此时Kw=________,在该温度下,0.1mol·
L-1NaOH溶液中,c(OH-)水=________。
答案 1.0×10-12 1.0×10-11mol·L-1
二、溶液的酸碱性和pH
1.溶液的酸碱性
(1)常温下溶液的酸碱性与pH的关系
①pH<7,溶液呈酸性;
②pH=7,溶液呈中性;
③pH>7,溶液呈碱性。
(2)溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。
①c(H+)>c(OH-)溶液呈酸性;
②c(H+)=c(OH-)溶液呈中性;
③c(H+)<c(OH-)溶液呈碱性。
2.pH
(1)表达式:
pH=-lg__c(H+)。
(2)意义:
pH越大,溶液碱性越强;pH越小,溶液酸性越强。
(3)适用范围:
1×10-14mol·L-1≤c(H+)≤1mol·L-1的溶液。
3.溶液酸、碱性的测定方法
(1)指示剂法
该法只能测其pH的大致范围,常见指示剂变色范围为
指示剂
变色范围
石蕊
pH<5红色
5~8紫色
>8蓝色
酚酞
pH<8.2无色
8.2~10浅红色
>10红色
甲基橙
pH<3.1
红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
(2)pH试纸法
把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥洁净的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。
(3)pH计测量法
【合作探究】
1.判断溶液酸、碱性的标准是什么?
pH=7的溶液是否一定为中性溶液?
答案 判断溶液酸、碱性的标准是比较c(H+)、c(OH-)的相对大小,pH=7的溶液不一定为中性溶液,只有在常温下pH=7的溶液才为中性溶液,因为Kw只与温度有关,如在100℃时,Kw=1.0×10-12,pH=6为中性,pH=7应为碱性。
2.使用pH试纸应注意什么?
答案 测定溶液的pH时,pH试纸不能润湿,否则,非中性溶液的pH测定值将比实际pH大或小,用广范pH试纸测溶液的pH时,只能读整数。
一、影响水电离平衡的因素
【例1】 25℃时,水的电离达到平衡:
H2OH++OH- ΔH>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CH3COOH,平衡逆向移动,c(H+)降低
D.将水加热,Kw增大,pH不变
答案 B
解析 A项,向水中加入稀氨水,c(OH-)增大;B项,向水中加入NaHSO4,c(H+)增大,由于温度不变,Kw应不变;C项,c(H+)应增大;D项,加热,Kw增大,pH减小。
【规律总结】 水的电离影响因素分析
(1)水的电离是吸热过程,温度升高促进水的电离,c(H+)、c(OH-)都增大,水仍呈中性。
(2)外加酸或碱,水中c(H+)或c(OH-)增大,抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
(3)活泼金属与水电离产生的H+直接发生置换反应产生氢气,使水的电离平衡向右移动。
变式训练1 能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的操作是( )
A.向水中投入一小块金属钠 B.将水加热煮沸
C.向水中通入CO2气体 D.向水中加食盐晶体
解析 A项中加入Na,Na与H2O反应生成NaOH,使c(OH-)>c(H+);B项中c(H+)=
c(OH-);C项中通入CO2:
CO2+H2OH2CO3,故c(H+)>c(OH-);而D项中c(H+)=
c(OH-),故选C项。
答案 C
【例2】 在相同温度下,0.01mol·L-1的NaOH溶液和0.01mol·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1.0×10-12mol·L-1
C.由水电离出的c(OH-)都是0.01mol·L-1
D.两者都促进了水的电离
答案 A
解析 二者均抑制水的电离,且抑制程度相同。
由于温度不确定,故不能确定Kw的值。
【归纳总结】 理清溶液中H+或OH-的来源
1.常温下,中性溶液
c(OH-)=c(H+)=10-7mol·L-1
2.溶质为酸的溶液
(1)来源
OH-全部来自水的电离,水电离产生的c(H+)=c(OH-)。
(2)实例
如计算pH=2的盐酸溶液中由水电离出的c(H+),方法是先求出溶液中的c(OH-)=
(Kw/10-2)mol·L-1=10-12mol·L-1,即由水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-12mol·L-1。
3.溶质为碱的溶液
(1)来源
H+全部来自水的电离,水电离产生的c(OH-)=c(H+)。
(2)实例
如计算pH=12的NaOH溶液中由水电离出的c(OH-),方法是知道溶液中的c(H+)=
10-12mol·L-1,即由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12mol·L-1。
变式训练2 室温下,把1mL0.1mol·L-1的H2SO4溶液加水稀释成2L溶液,在此溶液中由水电离产生的H+浓度接近于( )
A.1×10-4mol·L-1B.1×10-8mol·L-1
C.1×10-11mol·L-1D.1×10-10mol·L-1
答案 D
解析 稀释后c(H+)=(1×10-3L×0.1mol·L-1×2)/(2L)=1×10-4mol·L-1,c(OH-)=
=1×10-10mol·L-1,溶液中由水电离产生的H+浓度等于c(OH-)。
二、溶液酸、碱性的判断
【例3】 下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )
A.pH=7的溶液是中性
B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
解析 A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定是1.0×
10-7mol·L-1,所以B项错,C项正确;100℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是中性,所以D错误。
答案 C
【归纳总结】 溶液酸碱性的判断
(1)在25℃的溶液中:
pH<7,溶液呈酸性,pH越小,c(H+)越大,溶液的酸性越强;
pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1;
pH>7,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+) 用c(H+)、c(OH-)的相对大小来判断溶液酸碱性,则不受温度影响。 变式训练3 下列溶液一定显酸性的是( ) A.溶液中c(OH-)>c(H+) B.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液 C.溶液中c(H+)=10-6mol·L-1 D.pH<7的溶液 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pH<7或c(H+)>10-7mol·L-1,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。 1.下列说法正确的是( ) A.水的电离方程式: H2O===H++OH- B.升高温度,水的电离程度增大 C.在NaOH溶液中没有H+ D.在HCl溶液中没有OH- 答案 B 解析 水是极弱电解质,只有少部分电离,应用“”表示,故A错;水的电离是吸热的,所以升高温度,电离程度增大,B正确;在NaOH溶液中c(OH-)>c(H+),在HCl溶液中 c(OH-) 2.常温下,某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1,该溶液可能是( ) ①二氧化硫的水溶液 ②氯化钠水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液 A.①④B.①②C.②③D.③④ 答案 A 解析 某溶液中由水电离出来的c(H+)=1.0×10-13mol·L-1,说明溶液既可能呈酸性,也可能呈碱性。 ①SO2+H2OH2SO3,H2SO3HSO +H+,HSO SO +H+,溶液呈酸性;④NaOH===Na++OH-,溶液呈碱性。 3.下列操作能使水的电离平衡发生移动,且c(H+)>c(OH-)是( ) A.向水中投入一小块金属钠B.将水加热煮沸 C.向水中通入CO2气体D.向水中加食盐晶体 答案 C 解析 A项中加入的钠与H2O反应生成NaOH,使c(OH-)>c(H+);B项中c(H+)=c(OH-);C项中通入CO2: CO2+H2OH2CO3,故c(H+)>c(OH-);而D项中c(H+)=c(OH-),故选C项。 4.下列溶液一定显酸性的是( ) A.含H+的溶液 B.c(OH-) C.pH<7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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 学年高中化学 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 学年 高中化学 第三 水溶液 中的 离子 平衡 第二 电离 溶液 酸碱 课时