化學(xué)高二選修四同步學(xué)案：第三章_第二節(jié)_水的電離和溶液的酸堿性第1課時(shí)水的電離和溶液的酸堿性_word版

1、1第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性第1課時(shí)水的電離和溶液的酸堿性【今日目標(biāo)】1. 了解水的電離及水的離子積常數(shù)。2 了解溶液的酸堿性與 pH 的意義。 【學(xué)習(xí)過程】、水的電離1水的電離電離方程式：H2O+ H2O-H3O+ OH 簡寫：H20H + OH電離常數(shù)：+ 一c(H ) c(OH )K電離=2.水的離子積表達(dá)式：Kw= c(H ) c(OH )常溫下：Kw= 1.0X1014,此時(shí) c(H+) = c(OH)= 1.0Xlol/L影響因素： Kw 只受溫度影響，溫度越高，Kw 越大適用范圍： Kw 不僅適用于純水，還可使用于任何水溶液【思考】某溫度時(shí)， 水溶液中Kw= 4X1014,那

2、么該溫度比室溫(25C)高還是低?該溫度下純水中 c(Hj 是多少?【提示】因此時(shí)水的離子積大于常溫時(shí)水的離子積，故溫度高于25C,此時(shí) c(H)= 2X10?mol/L。二、溶液的酸堿性與 pH1.pH(1) 計(jì)算公式：pH=- lgc(H+)(2) 表示意義：表示溶液酸堿性的強(qiáng)弱。pH 越小，酸性越強(qiáng)。pH 越大，堿性越強(qiáng)。(3) 測定方法：溶液 pH 的測定方法有 pH 試紙法、pH 計(jì)法。2 .溶液的酸堿性范圍(25C)c(H+)與 c(OH一)的關(guān)系c(H)的pH 范圍中性溶液c(OH )=c(H*)+7c(H )=1.0X10r=7酸性溶液c(OH一)1.0X07堿性溶液c(OH一

3、)c (H+)+7c(H )7+ _6【思考】(1)某溶液中 c(H )= 10 mol/L ,該溶液一定為酸性嗎?【提示】 溫度不確定，不能確定溶液的酸堿性。(2)某溶液的 pH= 7,該溶液一定為中性嗎？【提示】溫度不確定，不能確定溶液的酸堿性。(3)某溶液中 c(H+)c(OH)，該溶液一定為酸性嗎?【提示】(3) 一定為酸性。三、影響水電離平衡的因素及水的離子積常數(shù)【思考】升高溫度、水的離子積變大還是變小？【提示】 變大。 常溫下水的離子積為 Kw= 1014, NaOH 溶液中 Kw 是多少?【提示】 Kw= 101 .水的電離平衡H2OL-H+ OH少0條件變化移動方向c(H+)c

4、(OH)Kw升高溫度向右移動增大增大增大加酸向左移動增大減小不變2加堿向左移動減小增大不變加活潑金屬(如 Na)向右移動減小增大不變2水的離子積常數(shù)理解 Kw 應(yīng)注意的幾個(gè)問題如下：(1)表達(dá)式的推出+ 水的電離平衡常數(shù)： K 電離=C(HC)HO)H)，則 c(H+)c(OH)= K 電離 c(H20)。從實(shí)驗(yàn)可知，在 25C時(shí) 1 L純 水中只有1xO? mol H2O 電離，電離前后 出 0 的物質(zhì)的量幾乎不變， 因此C(H2O)可視為一常數(shù)，K 電離也為 一常數(shù)。所以 K 電離C(H2O)必然也為常數(shù)，用 Kw 表示，因此有C(H+)C(OH)= Kw。影響因素Kw 隨溫度的變化而變化

5、，溫度升高，Kw 增大；溫度降低，Kw 減小。適用范圍Kw 不僅適用于純水，還適用于酸、堿、鹽的稀溶液，且由水電離的C水(H) =C水(OH)。此時(shí)，水溶液中水的離子積常數(shù)不變。(4)表達(dá)式的應(yīng)用Kw 表達(dá)式中，C(H+卜C(OH)均表示整個(gè)溶液中相應(yīng)離子總物質(zhì)的量濃度。但是一般情況下有：酸溶液中 Kw=C(H+)酸C(OH)水(忽略水電離出的 的濃度)。堿溶液中 Kw=C(H+)水C(OH)堿(忽略水電離出的 OH的濃度)。提示1.Kw 不僅適用于純水，還適用于酸性或堿性的稀溶液，不管哪種溶液均有C(H+)水=C(OH)水。2.25C,任何稀的電解質(zhì)水溶液中C(H+)C(OH)= Kw 這一

6、關(guān)系不變，當(dāng)條件改變使C(H+)增大時(shí)，C(OH)必然降低，反之亦然。例 1、25C時(shí)，下列敘述正確的是()A.向水中加入稀氨水，水的電離平衡逆向移動，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 CHCOOH,水的電離平衡逆向移動，C(H+)降低D. 將水加熱，Kw 增大，pH 不變【解析】 A 中C(OH)增大；C 中水的電離平衡逆移，但C(H)增大；D 中加熱水，Kw 增大，pH 減小；Kw僅與溫度有關(guān)，B 正確?！敬鸢浮?B例 2、已知 25C時(shí)水的離子積為 Kw= 1.0X1014,35C時(shí)水的離子積為 Kw= 2.1X104。下列說法中

7、正確的是()A. 水中的C(H+ )隨溫度的升高而降低B. 25C時(shí)水呈中性，35C時(shí)水呈酸性C. 水的電離過程是吸熱過程D. 定溫度下，向水中加入酸或堿時(shí)，水的離子積將發(fā)生變化【解析】 溫度越高，水的電離程度越大，c(H+ )越大，A 不正確；純水在任何溫度下都是中性的，B 不正確；電離過程一般是吸熱的，水的電離是中和反應(yīng)的逆過程，為吸熱過程，C 正確；水的離子積只與溫度有關(guān)，與溶液濃度無關(guān)，D 不正確?！敬鸢浮?C四、溶液的酸堿性與酸堿強(qiáng)弱的關(guān)系【思考】1強(qiáng)酸的酸性一定比弱酸的酸性強(qiáng)嗎？【提示】 不一定。2等濃度等體積的 HCI 與 CH3COOH 中和 NaOH 的量相同嗎？【提示】 相

8、同?！究偨Y(jié)】31區(qū)別(1)溶液的酸堿性指的是溶液中C(H+)C(OH)的相對大?。欢岷蛪A的酸堿性是指其潛在的電離出H*或 OH的能力。(2)酸、堿的強(qiáng)弱是以電解質(zhì)的電離程度來區(qū)分的。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿在溶液中完全電離，弱酸、弱堿在溶液中部分電離。2 聯(lián)系(1) 強(qiáng)酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性強(qiáng)。(2) 酸性強(qiáng)的溶液不一定是強(qiáng)酸溶液。(3) 酸性相同的溶液弱酸濃度大，中和能力強(qiáng)。例如：c(H+) = 1 mol L：1的醋酸溶液和鹽酸溶液，體積均為1 L 時(shí)，醋酸溶液中和能力更強(qiáng)。中和能力相同的酸，其提供H+的能力相同。例如：1 L 1 mol L：1的 CfcOOH 和 1 L 1 mol L

9、：1的鹽酸，均可提供 1 mol 的 H*。3 .溶液 pH 的測定方法(1)酸堿指示劑這種方法只能測出pH 的范圍，一般不能準(zhǔn)確測定pH。常用指示劑的變色范圍和顏色變化如下表：指示劑甲基橙石蕊酚酞變色范圍(pH)3.1 4.45.0 8.08.2 10溶液顏色紅(酸色卜橙、黃(堿色)紅(酸色卜紫、藍(lán)(堿色)無色(酸 色)、淺紅、 紅(堿色)(2) pH 試紙法：可以粗略測定溶液的 pH。其使用方法如下：測量時(shí)，將 pH 試紙放在表面皿或玻璃片上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取溶液滴在干燥的pH 試紙上，在半分鐘內(nèi)將試紙與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對照得pH。測定溶液的 pH 時(shí)，pH 試紙不能濕潤，否則，非中性

10、溶液的pH測定值將比實(shí)際 pH 大(酸)或小(堿)。用廣泛 pH 試紙測溶液的 pH 時(shí)，pH 只能讀整數(shù)。(3) pH 計(jì)：精確測定溶液的 pH 時(shí)使用 pH 計(jì)(也叫酸度計(jì))，測量時(shí)可以從儀器上直接讀出溶液的pH。例 3、下列溶液一定呈中性的是()A. pH = 7 的溶液B. c(H+)= c(OH：)的溶液C. 由強(qiáng)酸、強(qiáng)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(xiàng)，只有在 25C下 pH= 7 的溶液才呈中性，如 100C時(shí)，純水中有：c(H+)= c(OH：)= 1.0X10:mol/L，此時(shí) pH = 6 為中性，pH = 7 為堿性，故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤；

11、B 項(xiàng)，c(H )= c(OH：)的溶液，一定為中性，故 B 項(xiàng)正確；C項(xiàng)，如果酸、堿不是相同元數(shù)的酸、堿，女口H2SO4和 NaOH 等物質(zhì)的量混合，酸過量顯酸性，故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；D 項(xiàng)，如非電解質(zhì) SO2 溶于水得到 H2SQ,顯酸性，故 D 項(xiàng)錯(cuò)誤。【答案】 B例 4、下列溶液一定顯堿性的是()A. 溶液中 c(OH：)c(H+)B. 溶液中含有 OHC. 滴加甲基橙后溶液顯紅色D. 滴加甲基橙后溶液顯黃色【解析】 堿性溶液中，c(OH)c(H+)，故 A 對；無論酸性、堿性還是中性溶液都含有OH：,故 B 錯(cuò)誤；甲基橙變紅色，pH4.4，說明溶液可能呈酸性、中性或堿 性，故 D 錯(cuò)，故

12、選 A。【答案】 A例 5、取 pH 均等于 2 的鹽酸和醋酸各 100 mL,分別稀釋 2 倍后，再分別加入 03 g 鋅粉，在相同條件下充分 反應(yīng)，下列敘述正確的是()A. 醋酸與鋅反應(yīng)生成的氫氣多B. 鹽酸和醋酸中生成的氫氣一樣多C. 醋酸與鋅反應(yīng)的速率大D. 鹽酸和醋酸與鋅反應(yīng)的速率一樣大【解析】 本題考查影響弱電解質(zhì)的電離平衡的因素。Zn 與酸反應(yīng)速率的大小取決于溶液中c(H+)的大小，4而生成 H2 的量則由 n(Zn)和 n(H+)決定，pH 相同的鹽酸和醋酸都稀釋2 倍，鹽酸中 c(H+)變?yōu)樵瓉淼囊话耄姿崾侨跛?，稀釋后，其電離程度增大，c(H+)比稀釋前小，但大于原來濃度

13、的一半，即醋酸溶液中c(H+)大，故鋅與醋酸的反應(yīng)速率大；酸和鋅的量都是已知的，首先進(jìn)行過量判斷，經(jīng)計(jì)算知鋅的量不足，所以兩種溶液中生成 H2 的量是相等的.故選 BG【答案】 BC【課堂練習(xí)及解析】1 .下列說法中正確的是()A. HCl 溶液中無 0HB. NaOH 溶液中無 HC. NaCI 溶液中既無 0H也無D.常溫下，任何物質(zhì)的水溶液中都有和 0H，且 KW= c(Hjc(OH)= 1014【解析】 水的電離平衡 H2O- H+ 0H為動態(tài)平衡。HC、NaOH、NaCI 等任何物質(zhì)的水溶液里都存在定量的 H 和 OH，故 A、B、C 都不正確。水的離子積常數(shù)值的大小只與溫度有關(guān)而與

14、離子的濃度無關(guān)。1414在常溫下，純水中 Kw= 1X10，其他水溶液中同樣是 Kw= 1X10，故 D 正確?！敬鸢浮?D2.常溫下，某溶液由水電離出的c(OH) = 1x1013molL1,對該溶液的敘述正確的是()A. 溶液一定顯酸性B. 溶液一定顯堿性C. 溶液一定不顯中性D. 溶液可能是 pH= 13 的溶液【解析】 根據(jù)水的離子積原理，溶液中c(H+)= c(OH)= 1x1013mol LS 是由于在水中加酸或加堿，抑制了水的電離，如水中加堿 c(OH)= 1x101mol L1,溶液的 pH= 13?！敬鸢浮?CD3 .關(guān)于 pH 的測定下列說法正確的是()A. pH 試紙?jiān)谑?/p>

15、用之前應(yīng)用蒸餾水潤濕B. 用廣泛 pH 試紙測得某鹽酸的 pH = 2.3C.利用酸堿指示劑可以測溶液的pHD. pH 計(jì)是精確測定溶液 pH 的儀器【解析】 pH 試紙?jiān)谑褂弥安荒苡盟疂櫇?，如果用水潤濕了則會使酸、堿中的c(H+)發(fā)生變化，使所測pH 值與實(shí)際不符，故 A 項(xiàng)說法錯(cuò)誤；廣泛 pH 試紙可以識別的 pH 差值為 1,所以用廣泛 pH 試紙測的是整 數(shù)，故 B 項(xiàng)錯(cuò)誤；酸、堿指示劑只能判斷溶液的酸堿性，無法測其pH,故 C 項(xiàng)錯(cuò)誤；pH 計(jì)可以精確測定溶液的 pH，可以精確到 1 個(gè) pH 單位，故 D 項(xiàng)敘述正確?！敬鸢浮?D4 .下列物質(zhì)溶于水時(shí)會破壞水的電離平衡，且屬于電解質(zhì)的是()A.氯氣B.二氧化碳C.碘化鉀D.醋酸鈉【解析】 Cl2是單質(zhì)，不屬于電解質(zhì)； CQ 也不屬于電解質(zhì)，它是一種非電解質(zhì)；KI 屬于電解質(zhì)，它不能影響 出 0 的電離；CH3COONa 是電解質(zhì)，CH3COO 發(fā)生水解；CH3COO +出。-一 CH3COOH+ OH,促進(jìn)水 的電離?！敬鸢浮?D5.某溫度下純水中 c(H