人教版選修4 水的電離和溶液的酸堿性 第1課時 水的電離 溶液的酸堿性與pH 學(xué)案.doc

第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性第1課時水的電離溶液的酸堿性與ph1了解水的電離平衡以及影響因素。(重點)2了解水的離子積并能運用其進(jìn)行簡單計算。(難點)3了解溶液的酸堿性與ph的關(guān)系和溶液酸堿性的判斷依據(jù)與方法。(重難點)水 的 電 離基礎(chǔ)初探教材整理1水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，電離方程式為2h2oh3ooh，也可簡寫為h2ohoh。2水的離子積常數(shù)(1)水的電離常數(shù)：k電離。(2)水的離子積常數(shù)kwc(h)c(oh)。隨著溫度的升高，水的離子積增大。在室溫下，純水中的c(h)c(oh)107 moll1，kw1.01014。(3)適用范圍kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)溶液。探究升華思考探究用電導(dǎo)儀測定水的電導(dǎo)率，如下圖。接通直流電源，發(fā)現(xiàn)純水的電導(dǎo)率不為零，說明純水中含有自由移動的離子，說明純水中部分水發(fā)生了電離。問題思考：(1)寫出水的電離方程式。據(jù)此判斷水分子電離出的h和oh數(shù)目相等嗎？【提示】h2ohoh。水分子電離出h和oh數(shù)目相等。(2)結(jié)合弱電解質(zhì)電離平衡的影響因素，完成下表。水的電離平衡：h2ohohh0影響因素移動方向c(h)c(oh)kw升溫_增大增大增大加酸左移_減小不變加堿左移_增大不變【提示】右移增大減小(3)升高溫度，水的平衡常數(shù)如何變化？【提示】升高溫度，水的平衡常數(shù)增大。認(rèn)知升華水的電離1水極難電離，通常只有極少量的水分子發(fā)生電離；由水分子電離出的h和oh數(shù)目相等；水的電離是可逆的吸熱反應(yīng)。2影響水的電離平衡的因素水的電離：h2ohohh0條件變化移動方向c(h)c(oh)kw電離程度影響升高溫度右移增大增大增大增大促進(jìn)加酸左移增大減小不變減小抑制加堿左移減小增大不變減小抑制加活潑金屬如na右移減小增大不變增大促進(jìn)3.水電離出的c(h)或c(oh)的計算kw表達(dá)式中，c(h)、c(oh)均表示整個溶液中總物質(zhì)的量濃度，但是一般情況下有：(1)酸溶液中kwc(h)酸c(oh)水(忽略水電離出的h的濃度)，即c(h)水c(oh)水kw/c(h)酸。(2)堿溶液中kwc(h)水c(oh)堿(忽略水電離出的oh的濃度)，即c(h)水kw/c(oh)堿。(3)純水中，水電離出的c(h)與水電離出的c(oh)一定相等，即c(h)c(oh)。題組沖關(guān)題組1影響水的電離平衡的因素125 時，水的電離達(dá)到平衡：h2ohohh0，下列敘述正確的是()a向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(oh)降低b向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(h)增大，kw不變c向水中加入少量ch3cooh，平衡逆向移動，c(h)降低d將水加熱，kw增大，c(h)不變【解析】本題考查外界條件對水的電離平衡的影響。解答時要先分析水的電離平衡的移動方向，再討論c(h)、c(oh)或kw的變化。向水中加入稀氨水，c(oh)增大，平衡逆向移動，c(h)減小，a項不正確；向水中加入少量固體nahso4：nahso4=nahso，c(h)增大，但kw不變，b項正確；向水中加入少量ch3cooh后，使水的電離平衡逆向移動，c(oh)減小，c(h)增大，c項不正確；將水加熱，水的電離平衡正向移動，c(h)、c(oh)均增大，kw增大，c(h)增大，但仍呈中性，d項不正確。【答案】b2已知水在25 和100 時，電離平衡曲線如圖所示：(1)25 時水的電離平衡曲線應(yīng)為_(填“a”或“b”)，請說明理由_。(2)將a點變?yōu)閎點，采取的措施是_。(3)c點c(h)_，d點c(oh)_?！窘馕觥?1)水的電離是吸熱過程，當(dāng)溫度升高時，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，水中c(h)、c(oh)都增大，結(jié)合圖像中a、b曲線變化情況及c(h)、c(oh)可以判斷25 時水的電離平衡曲線應(yīng)為a。(2)a點kw1014，b點kw1012，故由a點變?yōu)閎點須進(jìn)行升溫。(3)c(h) moll1108 moll1。c(oh) moll1108 moll1?！敬鸢浮?1)a水的電離是吸熱過程，溫度低時，電離程度小，c(h)、c(oh)小(2)升高溫度至100 (3)108 moll1108 moll1題組2水電離的c(h)或c(oh)的計算3常溫下，0.1 moll1的naoh溶液中由水電離出的oh的物質(zhì)的量濃度為()a0.1 moll1b1.01013 moll1c1.0107 moll1d1.0106 moll1【解析】naoh為強堿，在水溶液中完全電離為na和oh，水電離出的oh很少，可以忽略不計，所以0.1 moll1的naoh溶液中c(oh)0.1 moll1，則由水電離出的oh的物質(zhì)的量濃度c(h)1.01013 moll1?！敬鸢浮縝425 時，下列四種溶液中，由水電離生成的氫離子濃度之比是()1 moll1的鹽酸0.1 moll1的鹽酸0.01 moll1的naoh溶液1 moll1的naoh溶液a1101001b110110121014c14131214d141321【解析】25 時，kw11014。酸溶液中由水電離出的c(h)等于該溶液中由水電離出的c(oh)，所以c(h)1 moll1，由水電離出的c(h)與溶液中c(oh)相等，等于1014 moll1；c(h)0.1 moll1，則由水電離出的c(h)1013 moll1。堿溶液中由水電離出的c(h)等于該溶液中的c(h)，所以，c(oh)0.01 moll1，由水電離出的c(h)1012 moll1，由水電離出的c(h)1014 moll1。即四種溶液中由水電離出的c(h)之比為10141013101210141101001?！敬鸢浮縜525 時，在等體積的0.5 moll1的h2so4溶液中0.05 moll1 ba(oh)2溶液中1 moll1 nacl溶液中純水中，發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是() 【導(dǎo)學(xué)號：29910034】a110107107b10710711c10710622d10710621072【解析】25 時，0.5 moll1 h2so4溶液中c(h)1 moll1，由水電離出的c(h)水1014 moll1，0.05 moll1 ba(oh)2溶液中，c(oh)0.1 moll1，由水電離出的c(h)水1013 moll1，nacl和純水中由水電離出的c(h)水均為107 moll1。則等體積的上述四種溶液中由水電離出的n(h)(即電離水的物質(zhì)的量)之比為10141013107107110107107?！敬鸢浮縜溶 液 的 酸 堿 性 與 ph基礎(chǔ)初探教材整理1溶液的酸堿性1溶液的酸堿性與c(h)、c(oh)的關(guān)系c(h)與c(oh)的關(guān)系c(h)的范圍(25 )中性溶液c(oh)c(h)c(h)1.0107酸性溶液c(oh)1.0107堿性溶液c(oh)c(h)c(h)1.01072.溶液的酸堿性與ph(1)ph(2)溶液的酸堿性與ph的關(guān)系(常溫下)教材整理2溶液酸堿性的測定方法1酸堿指示劑法該法只能測其酸堿性，即ph的大致范圍，不能測出具體數(shù)值，常見的酸堿指示劑的變色范圍(ph)：2ph試紙法(1)種類廣范ph試紙：其ph范圍是114(最常用)。精密ph試紙：其ph范圍較窄，可判別0.2或0.3的ph差值。專用ph試紙：用于酸性、中性或堿性溶液的專用ph試紙。(2)使用方法：把小塊ph試紙放在玻璃片上，用蘸有待測液的玻璃棒點在試紙的中央，試紙變色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較來確定溶液的ph。(3)ph計測定法。探究升華思考探究中學(xué)化學(xué)實驗中，淡黃色的ph試紙常用于測定溶液的酸堿性。在25 時，若溶液的ph7，試紙不變色；若ph7，試紙變藍(lán)色。而要精確測定溶液的ph，需用ph計。ph計主要通過測定溶液中h濃度來測定溶液的ph。問題思考：(1)現(xiàn)欲測定100 沸水的ph及酸堿性，甲同學(xué)使用ph試紙測定，請推測ph試紙呈什么顏色，溶液的酸堿性如何？【提示】試紙呈淡黃色，沸水呈中性。(2)同樣測定100 沸水的ph及酸堿性，乙同學(xué)選擇了ph計，請分析ph計的讀數(shù)等于7嗎？水溶液還呈中性嗎？【提示】由于沸水電離程度增大，溶液中c(h)增大，所以測定的ph7，但由于c(h)c(oh)，溶液呈中性。(3)由2的實驗結(jié)果分析ph7的溶液一定是酸性溶液嗎？那么ph等于大于7的溶液一定分別是中性溶液和堿性溶液嗎？【提示】不一定。只有在常溫下才能滿足。當(dāng)在100 的時候，水的離子積為1.01012，此時中性溶液的ph為6，ph6的為堿性溶液。(4)丙同學(xué)測定溶液ph時先將ph試紙潤濕后再進(jìn)行測定。分析這樣測定的ph會有怎樣的誤差？【提示】可能變大，可能變小，也可能不變。因為用水潤濕以后再測定溶液的酸堿性時就相當(dāng)于稀釋溶液，當(dāng)溶液為酸性時，酸性減弱，ph變大；當(dāng)溶液為堿性時，堿性減弱，ph變小；當(dāng)溶液呈中性時，用水潤濕，沒有影響，所以ph不變。認(rèn)知升華1溶液酸堿性與c(h)、c(oh)、ph的關(guān)系任意溫度常溫(25 )溶液酸堿性c(h)與c(oh)的相對大小c(h)與c(oh) 的相對大小phc(h)c(oh)c(h)c(oh) c(h)107 mol/l小于7酸性c(oh)c(h)c(h)c(oh) c(h)107 mol/l大于7堿性c(h)c(oh)c(h)c(oh) 107 mol/l等于7中性2.25 時，溶液酸堿性與c(h)、ph的關(guān)系溶液中c(h)越小，c(oh)越大，溶液的酸性越弱，堿性越強，ph越大。3溶液酸堿性的判斷依據(jù) 題組沖關(guān)題組1溶液酸堿性的判斷1下列溶液一定呈中性的是()aph7的溶液bc(h)c(oh)的溶液c由強酸、強堿等物質(zhì)的量反應(yīng)得到的溶液d非電解質(zhì)溶于水得到的溶液【解析】a項，只有在25 下ph7的溶液才呈中性，如100 時，純水中有：c(h)c(oh)1.0106 mol/l，此時ph6為中性，ph7為堿性，故a項錯誤；b項，c(h)c(oh)的溶液，一定為中性，故b項正確；c項，如果酸、堿不是相同元數(shù)的酸、堿，如h2so4和naoh等物質(zhì)的量混合，酸過量顯酸性，故c項錯誤；d項，如非電解質(zhì)so2溶于水得到h2so3，顯酸性，故d項錯誤?！敬鸢浮縝2下列說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：29910035】aph6的溶液一定顯酸性b常溫下由水電離的c(oh)為1108 moll1的溶液一定呈酸性cc(h)c(oh)的溶液一定顯堿性dc(oh)1106 moll1的溶液一定呈堿性【解析】溶液的酸堿性取決于c(h)與c(oh)的相對大小，利用ph或c(h)判斷時應(yīng)注意溫度。常溫下由水電離的c(oh)為1108 moll1，可能溶液中c(oh)1108 moll1，c(h)1106 moll1，溶液呈酸性，也可能溶液中c(h)1108 moll1，c(oh)1106 moll1，溶液呈堿性?！敬鸢浮縞3313 k時，水的kw3.01014，則在313 k時，c(h)107 moll1的溶液()a呈酸性b呈中性c呈堿性d無法判斷【解析】根據(jù)溶液中c(h)與c(oh)的相對大小判斷。由kwc(h)c(oh)可得：c(oh) moll13.0107 moll1，c(h)c(oh)，溶液顯堿性?！敬鸢浮縞題組2溶液ph的測定4用ph試紙測定溶液的ph，正確操作是()a將一小塊試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照b將一小塊試紙用蒸餾水潤濕后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照c將一小塊試紙在待測液中蘸一下，取出后放在表面皿上，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照d將一小塊試紙先用蒸餾水潤濕后，再在待測液中蘸一下，取出后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照【解析】a項，正確；b項，ph試紙不能預(yù)先用蒸餾水潤濕，否則測酸溶液的ph時將會使所測ph偏大，測堿溶液的ph時將會使所測ph偏小，而對中性溶液不影響；c項，不能將ph試紙浸入到溶液中去測溶液的ph；d項明顯不對?！敬鸢浮縜5有一學(xué)生在實驗室測某溶液的ph，實驗時，他先用蒸餾水潤濕ph試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢測。(1)該學(xué)生的操作_(填“正確”或“錯誤”)，其理由是_；(2)該操作是否一定有誤差？_；(3)若用此方法分別測定c(oh)相等的氫氧化鈉溶液和氨水的ph，誤差較大的是_，原因是_；(4)只從下列試劑中選擇實驗所需的試劑，你能否區(qū)分0.1 moll1硫酸溶液和0.01 moll1硫酸溶液？_(填“能”或“否”)，簡述操作過程：_。試劑：a.紫色石蕊試液b酚酞試液c甲基橙溶液d蒸餾水e氯化鋇溶液fph試紙【解析】(1)用ph試紙測量溶液時，ph試紙不能潤濕，否則相當(dāng)于將原溶液稀釋。(2)若溶液呈酸性或堿性，稀釋必然會造成測量數(shù)據(jù)錯誤，若溶液呈中性，則對結(jié)果無影響。(3)nh3h2o是弱電解質(zhì)，加水稀釋時，促進(jìn)它的電離，故對oh濃度相等的氫氧化鈉和氨水溶液來說，加水稀釋相同倍數(shù)，氨水的ph減小程度小些，誤差小些。(4)分別測定這兩種硫酸溶液的ph，ph較小的是濃度較大的硫酸溶液，ph較大的是濃度較小的硫酸溶液?！敬鸢浮?1)錯誤該學(xué)生測得的ph是稀釋后溶液的ph(2)該學(xué)生操作錯誤，但不一定產(chǎn)生誤差。因為原溶液不是中性時，稀釋后溶液ph發(fā)生了變化，只是弱酸或弱堿溶液變化程度小些；若是中性溶液，稀釋不會產(chǎn)生誤差(3)氫氧化鈉溶液稀釋過程中，nh3h2o繼續(xù)電離出oh，減弱了因稀釋oh濃度減小程度，所以測得氫氧化鈉溶液誤差較大(4)能用玻璃棒分別蘸取兩種溶液滴在兩張ph試紙上，其顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，ph較大的是0.01 moll1硫酸溶液學(xué)業(yè)分層測評(十二)(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1將純水加熱至較高溫度，下列敘述正確的是()a水的離子積變大，ph變小，呈酸性b水的離子積不變，ph不變，呈中性c水的離子積變小，ph變大，呈堿性d水的離子積變大，ph變小，呈中性【解析】升高溫度，水的電離平衡右移，電離程度增大，c(h)和c(oh)同時增大，kw增大，但由于c(h)和c(oh)始終保持相等，故仍呈中性。 【答案】d2下列說法中，正確的是()a在任何條件下，純水的ph都等于7b在任何條件下，純水都呈中性c在95 時，純水的ph大于7d在95 時，純水中h的物質(zhì)的量濃度c(h)小于107 moll1【解析】室溫下，純水的ph才等于7，a錯誤；任何條件下，純水中c(h)c(oh)，呈中性，b正確；加熱能促進(jìn)水的電離，故95 時純水的c(h)大于107 moll1，ph小于7，c錯誤，d錯誤?！敬鸢浮縝3下列溶液一定呈酸性的是()ac(h)106 moll1的溶液bphc(oh)的溶液d滴加酚酞顯無色的溶液【解析】酸性溶液是指c(h)c(oh)的溶液；滴加酚酞顯無色的溶液，有可能顯酸性也有可能顯弱堿性；由于未指明溫度，不能依據(jù)c(h)106 moll1或phc(oh)的是()a向純水中投入少量na2o2b將水加熱煮沸c向水中通入co2d向水中加入nacl【解析】a生成naoh，使c(oh)c(h)；b可促進(jìn)水的電離，但c(h)c(oh)；d對水的電離無影響；c可與水反應(yīng)生成h2co3，抑制水的電離，但h2co3hhco，使c(h)c(oh)?！敬鸢浮縞5水是最寶貴的資源之一。下列表述正確的是()a4 時，純水的ph7b溫度升高，純水中的c(h)增大，c(oh)減小c水的電離程度很小，純水中主要存在形態(tài)是水分子d向水中加入酸或堿，都可抑制水的電離，使水的離子積減小【解析】水的電離是吸熱反應(yīng)，常溫下水的ph7，故a錯誤；水的電離是吸熱過程，升溫促進(jìn)電離，氫離子和氫氧根離子濃度增大，故b錯誤；水在常溫下電離出氫離子和氫氧根離子濃度為107moll1，故c正確；向水中加入酸或堿，都可抑制水的電離，但水的離子積只隨溫度變化，故d錯誤?！敬鸢浮縞6向蒸餾水中滴入少量鹽酸后，下列說法中錯誤的是()ac(h)c(oh)不變bph減小了cc(oh)降低了d水電離出的c(h)增加了【解析】水的電離逆向移動，水電離產(chǎn)生的h、oh濃度均減小，但溶液的酸性增強，ph減小，b、c正確，d錯誤；因水的離子積常數(shù)只受溫度影響，故a項正確。【答案】d725 時，在0.01 moll1的硫酸溶液中，水電離出的h濃度是() 【導(dǎo)學(xué)號：51182017】a51013 moll1b0.02 moll1c1107 moll1d11012 moll1【解析】h2so4電離出的c(h)0.02 moll1，由kw1.01014可知c(oh)51013 moll1，oh是由水電離產(chǎn)生的，則水電離產(chǎn)生的c(h)c(oh)51013 moll1?！敬鸢浮縜825 的下列溶液中，堿性最強的是()aph11的溶液bc(oh)0.12 moll1c1 l中含有4 g naoh的溶液dc(h)11010 moll1的溶液【解析】常溫下，可以根據(jù)ph或c(h)比較溶液的酸堿性，同樣也可以根據(jù)c(oh)的大小來比較。a、c、d三個選項中溶液的c(oh)依次為1103 moll1、0.1 moll1、1104 moll1，所以b中溶液的c(oh)最大，堿性最強?！敬鸢浮縝9下列溶液中，一定呈中性的是() 【導(dǎo)學(xué)號：51182018】a由非電解質(zhì)溶于水得到的溶液bc(h)、c(oh)均為5.0107 moll1的溶液c等物質(zhì)的量的強酸與強堿反應(yīng)得到的溶液d將0.1 moll1燒堿溶液稀釋100倍所得到的溶液【解析】二氧化碳溶于水顯酸性，a項錯誤；c(h)、c(oh)均為5.0107 moll1的溶液，是中性溶液，b項正確；等物質(zhì)的量的硫酸和氫氧化鈉反應(yīng)，得到的是酸性溶液，c項錯誤；將0.1 moll1燒堿溶液稀釋100倍所得到的溶液，仍然顯堿性，d項錯誤?！敬鸢浮縝10現(xiàn)有下列物質(zhì)100 純水；25 0.1 moll1 hcl溶液；25 0.1 moll1 koh溶液；25 0.1 moll1 ba(oh)2溶液。(1)這些物質(zhì)與25 純水相比，能促進(jìn)水電離的是_(填序號，下同)，能抑制水的電離的是_，水電離的c(oh)等于溶液中c(oh)的是_，水電離的c(h)等于溶液中c(h)的是_。(2)從和溶液中水的電離度相等，進(jìn)而可推出的結(jié)論是：同一溫度下，_時，水的電離度相等?！窘馕觥克碾婋x過程吸熱，升溫，促進(jìn)水的電離，酸或堿抑制水的電離；強酸溶液中，由于酸電離出的c(h)遠(yuǎn)大于水電離出的c(h)，酸電離的c(h)可看成溶液中的c(h)，強堿溶液中，由于堿電離的c(oh)遠(yuǎn)大于水電離的c(oh)，堿電離的c(oh)可看成溶液中的c(oh)?！敬鸢浮?1)(2)酸溶液中的c(h)等于堿溶液中的c(oh)11某溫度下，純水中c(h)2107 moll1，則此溶液中c(oh)為_ moll1，該溫度時的kw_。如溫度不變，滴入稀鹽酸使c(h)5.0106 moll1，則c(oh)為_ moll1?！窘馕觥恳蚣兯兴婋x出的c(h)與c(oh)總是相等。c(h)2.0107 moll1，則c(oh)2.0107 moll1，該溫度時的kwc(h)c(oh)(2.0107)24.01014。溫度不變，滴入稀鹽酸使c(h)5.0106 moll1，則c(oh)kw/c(h)4.010145.01068.0109 moll1?！敬鸢浮?.01074.010148.010912常溫下，求算下列溶液中水電離出的c(h)和c(oh)。(1)ph2的h2so4溶液中，c(h)_，c(oh)_。(2)ph10的naoh溶液中，c(h)_，c(oh)_。【解析】(1)ph2的h2so4溶液中，c(h)酸102 moll1，則c(oh)c(h)水 moll11012 moll1。(2)ph10的naoh溶液中，c(h)10ph1010 moll1，則水電離的c(h)c(oh)1010 moll1?！敬鸢浮?