2019-2020年高二化學(xué) 水的電離和溶液的pH知識(shí)精講 新人教版【本講教育信息】一. 教學(xué)內(nèi)容：水的電離和溶液的pH 二. 重點(diǎn)、難點(diǎn)1. 從水的電離平衡去理解水的離子積和溶液pH值的含義，掌握溶液pH值跟氫離子濃度和溶液酸堿性的關(guān)系。2. 了解指示劑的變色范圍，學(xué)會(huì)用pH試紙測(cè)定溶液的pH值。3. 初步學(xué)會(huì)計(jì)算酸堿的pH值以及氫離子濃度和pH值的互算。4. 通過(guò)水的離子積和溶液酸堿性等內(nèi)容的教學(xué)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行矛盾的對(duì)立統(tǒng)一、事物間的相互關(guān)系和相互制約等辨證唯物主義觀點(diǎn)的教育。三. 知識(shí)分析水是不是電解質(zhì)？只有通過(guò)實(shí)驗(yàn)才能測(cè)定，但是由于純水不容易得到，對(duì)于純水的導(dǎo)電性無(wú)法在現(xiàn)有的條件下進(jìn)行，好在有精確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果告訴我們，水是一種極弱的電解質(zhì)， 它能微弱的電離（幾乎不導(dǎo)電）。（一）水的電離1. 水是極弱的電解質(zhì)，發(fā)生微弱的（自偶）電離。H2O + H2O=H3O+ + OH簡(jiǎn)寫： H2O=H+ + OH實(shí)驗(yàn)測(cè)定：25：100：2. 水的離子積（Kw）實(shí)驗(yàn)測(cè)定：25：（定值）（省去單位）100：影響因素：溫度越高，Kw越大，水的電離程度越大。對(duì)于中性水，盡管Kw，電離程度增大，但仍是中性水（二）溶液的pH由水的離子積可知，在水溶液中，H+和離子共同存在，無(wú)論溶液呈酸性或堿性。由此我們可以進(jìn)行有關(guān)c（H+）、c（）的簡(jiǎn)單計(jì)算。1. 溶液的酸堿性c（）升高， c（H+）下降，水的電離程度降低。c（H+）升高，c（）下降，水的電離程度降低。實(shí)驗(yàn)證明：在稀溶液中：Kw = c（H+）c（） 25 Kw=求0.1mol/L醋酸溶液中的c（）？（25）=C酸酸=0.1mol/L1.32%=c（）= = mol/L常溫下：中性溶液：c（H+）= c（）=1107mol/L酸性溶液：c（H+）>c（），c（H+）>1107mol/L， c（）<mol/L堿性溶液：c（H+）<c（），c（H+）<1107mol/L ，c（）>mol/Lc（H+）越大，酸性越強(qiáng)；c（）越大，堿性越強(qiáng)。2. 溶液的pH值（1）概念：pH=（H+） 又pOH=（OH）pH 減小一個(gè)單位，c（H+）擴(kuò)大為原來(lái)的10倍。pH增大2個(gè)單位，c（H+）減為原來(lái)的常溫下，中性溶液：c（H+）= c（）=mol/L pH=7 酸性溶液：c（H+）>mol/L pH<7 pOH>7 pH越小，酸性越強(qiáng)。pH=0，c（H+）= 1mol/L 堿性溶液：c（H+）<mol/L pH>7 pOH<7 pH值越大，堿性越強(qiáng)。pH=14，c（）= 1mol/L（2）pH的范圍：014（3）計(jì)算： 基本公式 強(qiáng)酸、強(qiáng)堿自相或互相混合（體積變化忽略不計(jì)） 酸I+酸II 堿I+堿II = 酸I+堿II酸過(guò)量：c（H+）= 堿過(guò)量： 完全中和：（4）酸堿稀溶液pH值計(jì)算途徑（5）酸堿指示劑、pH試紙： 指示劑的變色范圍：指示劑發(fā)生變化的pH值范圍。 常用指示劑的變色范圍：甲基橙： 3.1 4.4石蕊： 5 8酚酞： 8.0 10.0 pH試紙使用方法：不潤(rùn)濕。【典型例題】例1 某溫度下純水的，則此時(shí)為多少？若溫度不變，滴入稀，使，則由水電離產(chǎn)生的為多少？解析：由PH：與Kw的關(guān)系可求出，又因?yàn)榧兯须婋x出的，則可直接求出。兩種方法對(duì)比可知：第一種方法易出現(xiàn)錯(cuò)誤，容易將Kw=代入求得。加入后，增大，使的電離平衡向左移動(dòng)，再次平衡后，因溫度未變Kw不變，可代入求解。關(guān)鍵在于Kw的值是否仍為，這也是易錯(cuò)之處。要注意到此問(wèn)題是在上一問(wèn)的前題下提出，則“某溫度”“”的“純水”中，應(yīng)能得出此條件下，Kw。再求，又因水電離的，則。答案：；。例2 求0.001 mol/L NaOH溶液的pH。答案：此溶液的pH為11。解析：解法一：c（H+）=mol/L解法二：例3 求物質(zhì)的量的濃度為1mol/L的鹽酸溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH為6.7。解析：由鹽酸電離出的c（H+）=mol/L，由水電離出的c（H+）=mol/L， 例4 物質(zhì)的量的濃度為0.05mol/L的硫酸溶液的pH是多少？由水電離的氫離子濃度是多大？答案：此溶液的pH為1，水電離的氫離子濃度為11013mol/L。解析：c（H+）=nC=20.05=0.1mol/Lc（H+）水= c（OH）=11013mol/L 例5 取pH為4的鹽酸溶液1mL稀釋到100mL后，溶液的pH是多少？再?zèng)_稀100倍后的溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH為6。此溶液的pH為6.97。解析：因?yàn)閜H=4，所以c（H+）=mol/L根據(jù)溶質(zhì)守恒： 所以將pH為6的鹽酸溶液再?zèng)_稀100倍后c（H+）= 例6 0.2mol/L的HCl與0.4mol/L的HCl等體積混合后溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH為0.5。解析：c（H+）混=0.3mol/L例7 將物質(zhì)的量的濃度為0.1mol/L的氫氧化鈉溶液20mL與0.2mol/L的鹽酸30mL混合后，溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH為1.1。解析：NaOH+HCl =NaCl+H2O根據(jù)已知條件，可以判斷出兩種溶液混合后，鹽酸過(guò)量。反應(yīng)后，鹽酸的濃度為：c（H+）=mol/L例8 下列微粒中，不能促進(jìn)水電離的是（ ） A. 所有離子中，半徑最小的離子。B. 含有的電子數(shù)與質(zhì)子數(shù)均與Na+相同，共含有5個(gè)原子核的微粒。C. 還原性最弱的非金屬陰離子。D. 含2個(gè)原子核，10個(gè)電子的陰離子。答案：AD解析：選項(xiàng)A中所表示的微粒為H+。由于H+加入水中只能使水的電離平衡逆向移動(dòng)，從而不能促進(jìn)水的電離，所以選項(xiàng)A正確。 選項(xiàng)B所表示的是NH4+，NH4+可和水中的結(jié)合成弱電解質(zhì)NH3H2O，從而促進(jìn)水的電離，所以本題不能選B。選項(xiàng)C所表示的是，也可和水中的H+結(jié)合成另一種弱電解質(zhì)HF，從而促進(jìn)了水的電離，所以選項(xiàng)C不符合題意。選項(xiàng)D所表示的是，由于加入只能使水的電離平衡逆向移動(dòng)，從而減弱了水的電離，所以選項(xiàng)D符合題意。例9 25時(shí)，某溶液中由水電離出的c（H+）為，則該溶液的pH可能等于（ ）A. 11B. 8 C. 7 D. 3答案：AD解析：溶液中由水電離出的c（H+）為mol/L，該溶液可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。 若溶液為堿性溶液；所以mol/L 若溶液為酸性溶液：c（H+）=mol/L例10 用水將pH=3的CH3COOH稀釋一倍后，溶液的pH為（ ）A. 3 B. 3.15 C. 3.3D. 2.7答案：B解析：假設(shè)CH3COOH為強(qiáng)酸，稀釋一倍后為3.3由于CH3COOH為弱酸，稀釋后電離度增大，pH應(yīng)略小于3.3。因CH3COOH稀溶液稀釋后，溶液pH變大，pH應(yīng)大于3。即3pH3.3?！灸M試題】（答題時(shí)間：40分鐘）1. 某溶液中水電離出的，則該溶液的可能是（ ） A. 13 B. 1 C. 6 D. 72. 甲、乙、丙三支試管中各加入VmL0.1mol/L的鹽酸、硫酸和醋酸，再分別加入，充分反應(yīng)后，三支試管內(nèi)溶液的pH可能依次是（ ） 甲 乙 丙A. B. C. D. 3. 已知在稀溶液中，而溶液的。0時(shí)，1mol/L的NaOH溶液中，則溶液的是（ ） A. 0 B. 14 C. 15 D. 14. 的強(qiáng)堿溶液與的強(qiáng)酸溶液混合，所得混合溶液的，則強(qiáng)堿和強(qiáng)酸的體積之比是（ ） A. B. C. D. 5. 將PH=2的某酸溶液與PH=12的溶液等體積混合后，所得混合溶液的（ ） A. =7 B. 7 C. 7 D. 76. 向純水中加入少量的硫酸氫鈉（溶解溫度不變），則溶液的（ ）A. pH升高 B. 酸性增強(qiáng) C. 增大 D. 減少7. 將100mL0.001 mol/L的鹽酸和的硫酸溶液混合后，所得溶液的為（ ） A. 4.5 B. 2.7 C. 3.3 D. 38. 將的溶液跟1L 0.6mol/L的溶液充分混合并過(guò)濾，溶液的（ ）。A. 小于 溶液的B. 等于 溶液的C. 大于 溶液的D. 小于溶液的9. 把80mL氫氧化鈉溶液加入到120mL鹽酸中，所得溶液的為2。如果混合前氫氧化鈉溶液和鹽酸的物質(zhì)的量濃度相同，它們的物質(zhì)的量濃度為（ ） A. B. C. D. 10. 在室溫下，在都等于9的和兩種溶液中，由水電離產(chǎn)生的離子濃度分別為與，則和的關(guān)系為（ ）A. B. C. D. 11. 酸雨是大量燃燒煤、石油生成硫、氮的氧化物溶于水造成的。某次雨水分析數(shù)據(jù)如下：、，則此次酸雨的接近于（ ） A. 6.5 B. 5 C. 4 D. 4.512. 水的電離平衡曲線如圖所示。（1）若以A點(diǎn)表示25時(shí)水的電離平衡的離子濃度，當(dāng)溫度升高到100時(shí)，水的電離平衡狀態(tài)移動(dòng)到B點(diǎn)，則此時(shí)水的離子積從 變化到 。（2）將的溶液與的稀鹽酸混合，并保持100的恒溫，致使混合溶液的，則和鹽酸的體積之比為 。（3）已知的離子積為若某溫度下的溶解度為0.74g，設(shè)飽和溶液的密度為，其離子積約為 ?！驹囶}答案】1. AB提示：水電離出的，若為酸溶液，因，則，PH=1；若為堿溶液，則，PH=13，故選AB。2. BD 提示：物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸，硫酸，醋酸，分別與NaOH溶液反應(yīng)，因提供的不同，酸的強(qiáng)弱不同，當(dāng)，PH=7時(shí)，過(guò)量，醋酸為弱酸，一元酸反應(yīng)后生成水解，溶液。A錯(cuò)，當(dāng)硫酸溶液PH=7時(shí)，鹽酸與堿反應(yīng)后堿余，也同PH，則B正確。當(dāng)醋酸溶液與堿反應(yīng)后PH=7，說(shuō)明略過(guò)量，則另兩種溶液PH，D正確。3. C4. D 提示：根據(jù)，可得，5. C 提示：某酸可能是弱酸，反應(yīng)后過(guò)量，則，若為強(qiáng)酸反應(yīng)后。6. BD 7. D 提示：因兩種酸中PH=3，混合后PH仍為3。8. D提示： 1 3 反應(yīng) 余 生成 反應(yīng)后 因存在電離平衡，受的影響，平衡左移，小于，溶液所電離的。9. C10. B提示：溶于水抑制水的電離，當(dāng)PH=9時(shí)，說(shuō)明水電離出溶于水促進(jìn)水的電離，PH=9時(shí)，說(shuō)明水電離出，故，且11. C12.（1）； （2） （3）提示：（1）由圖可得 （2）因在100，Kw，可計(jì)算，則。（3）