第九講物質(zhì)在水溶液中的行為

1、第九講 物質(zhì)在水溶液中的行為第1節(jié) 水溶液知識(shí)與技能：使學(xué)生理解水的電離以及水的離子積常數(shù)的含義，并能應(yīng)用水的離子積常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計(jì)算；認(rèn)識(shí)溶液的酸、堿度與H+、OH濃度，以及與PH的關(guān)系，會(huì)進(jìn)行有關(guān)PH的簡(jiǎn)單計(jì)算；知道強(qiáng)、弱電解質(zhì)的區(qū)別，理解弱電解質(zhì)電離平衡的含義，并掌握其表示方法。過程與方法：使學(xué)生了解從單一物質(zhì)到多種物質(zhì)、分清主次矛盾的研究思路，初步學(xué)會(huì)對(duì)復(fù)雜體系研究的一般方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過認(rèn)識(shí)調(diào)控溶液的酸堿度、PH在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要作用，使學(xué)生體會(huì)化學(xué)對(duì)人類生產(chǎn)、生活的作用。教學(xué)重點(diǎn)：水的電離過程和Kw的含義的理解，有關(guān)PH、Kw的簡(jiǎn)單計(jì)算。教學(xué)難點(diǎn)：水的電離過程和Kw的含義

2、的理解，有關(guān)PH、Kw的簡(jiǎn)單計(jì)算。教學(xué)內(nèi)容：第1節(jié) 水溶液一、水的電離 H2O H+ + OH H 0以表示為：K = 1、 Kw=H+OH水的離子積常數(shù)（水的離子積）25，Kw=1.0x1014 mol2L22、 Kw只與溫度有關(guān)，T ， Kw 水溶液中有關(guān)Kw的計(jì)算1、抓住溶液中H+、OH的計(jì)算關(guān)系: Kw =H+OH 2、酸溶液 :H+= H+酸+ H+H2O H+酸 3、堿溶液 :OH= OH堿+ OHH2O OH堿二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)1、強(qiáng)弱電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)：在稀的水溶液中完全電離的電解質(zhì)常見的強(qiáng)電解質(zhì)：強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和絕大部分的鹽，金屬氧化物弱電解質(zhì)：在稀的水溶液中部分電離的電

3、解質(zhì)常見的弱電解質(zhì)：弱酸、弱堿和水2、電離方程式（1） 強(qiáng)電解質(zhì)：用“= ” 如：H2SO4 = 2H+ + SO42 BaSO4= Ba2+ + SO42（2）弱電解質(zhì)：用“” 如：HF H+ + F CH3COOH CH3COO + H+ NH3H2O NH4+ + OH（3）多元弱酸和多元弱堿的電離方程式（以第一步為主）（4）強(qiáng)酸的酸式鹽在熔化和溶解條件下的電離方程式不同 熔化：NaHSO4 = Na+ + HSO4 溶解：NaHSO4 = Na+ + H+ + SO42弱酸的酸式鹽受熱易分解，一般沒有熔化狀態(tài)，在溶解中電離時(shí)強(qiáng)中有弱 溶液中：NaHCO3 = Na+ + HCO3 HC

4、O3 H+ + CO32【例題】計(jì)算下列溶液中H+和OH（室溫）(1)1×103mol/L HCl HCl= H+ + Cl H2O H+ + OH 103 103 103 x x有:（103+ x） x = 1.0x1014 (2)0.05mol/L Ba(OH)2溶液Ba(OH)2 = Ba2+ + 2OH H2O H+ + OH 0.05 0.05 0.10 x x有:（0.1+ x） x = 1.0x1014 三、溶液的酸堿性與pH1、溶液的酸堿性 H+ =OH，溶液呈中性 H+ >OH，溶液呈酸性，且H+越大酸性越強(qiáng) H+< OH，溶液呈堿性，且OH越大酸性越強(qiáng)

5、2、溶液酸堿性的一種表示pH 表達(dá)式：pH = lgH+常溫下：中性溶液：H+ =OH=1.0×107 mol·L1 pH = 7 酸性溶液：H+ >OH，H+ >1.0×107 mol·L1 pH < 7 堿性溶液：H+<OH，H+< 1.0×107 mol·L1 pH > 73、溶液酸堿度的測(cè)定與測(cè)控溶液酸堿度的意義（1）溶液酸堿度的測(cè)定方法酸堿指示劑 pH試紙 pH計(jì)（2）測(cè)控溶液酸堿度的意義4、溶液PH值的計(jì)算（1）、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液PH值的計(jì)算1強(qiáng)酸溶液PH值的計(jì)算 c（酸）c（H+）PH。

6、2強(qiáng)堿溶液PH值的計(jì)算c（堿）c（）c（H+）PH。（2）、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合溶液PH值的計(jì)算1強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合溶液PH值的計(jì)算 強(qiáng)酸：c（酸）c（H+）c（H+）混合PH。 強(qiáng)酸：c（酸）c（H+）規(guī)律總結(jié)通常兩稀溶液混合，可認(rèn)為混合后體積為兩者之和。若兩強(qiáng)酸等體積混合，當(dāng)兩溶液的PH相差2時(shí)，則可近似計(jì)算為：PH混PH小0.3。2強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合溶液PH值的計(jì)算強(qiáng)堿：c（堿）c（）c（）混合c（H+）混合PH。強(qiáng)堿：c（堿）c（）規(guī)律總結(jié)通常兩稀溶液混合，可認(rèn)為混合后體積為兩者之和。若兩強(qiáng)堿混合時(shí)，混合后應(yīng)首先求出混合后的c（），然后再依據(jù)水的離子積計(jì)算出混合后的c（H+），進(jìn)而計(jì)算混合后溶液的P

7、H值。若兩強(qiáng)堿等體積混合，當(dāng)兩溶液的PH相差2時(shí)，則可近似計(jì)算為：PH混PH大0.3。3強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合溶液PH值的計(jì)算強(qiáng)酸與強(qiáng)堿恰好中和，完全反應(yīng)，則溶液呈中性，PH7。強(qiáng)酸過量，先求H+混合，然后再求溶液的PH。強(qiáng)堿過量，先求混合，再求H+混合，最后求溶液的PH。規(guī)律總結(jié)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合溶液，先判斷酸或堿恰好完全反應(yīng)，還是誰過量，然后再進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。(4)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿加水稀釋后的PH值。強(qiáng)酸溶液每稀釋倍，H+減小為原來的，PH稀PH原n；強(qiáng)堿溶液每稀釋倍，減小為原來的，PH稀PH原n；強(qiáng)酸和強(qiáng)堿無限稀釋時(shí)，由于水的電離不能忽略，故混合后的PH只能無限接近于7，或約等于7，但不能超過7?！締栴}分析

8、示例】例題：計(jì)算下列溶液的PH值：若PH為2和PH為4兩鹽酸等體積混合，則混合后PH ；若PH為8和PH為13兩NaOH溶液等體積混合，則混合后PH ；若PH為13的強(qiáng)堿溶液和PH為2的強(qiáng)酸溶液以19體積比混合，則混合后PH ；思路點(diǎn)撥求強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合后溶液的PH的計(jì)算大使，應(yīng)注意酸先求混合后的H+，堿應(yīng)先求混合后的，酸堿混合，首先確定是否完全反應(yīng)，再計(jì)算混合后的H+，最后求PH。解析：PH2，H+mol/L，PH4，H+mol/L，取體積為1L，則有：H+混5×mol/L，即：PH混lg（5×）3lg52.3。PH8，H+mol/L，mol/L；PH13，H+mol/L，

9、mol/L，取體積為1L，則有：混5×mol/L，即：H+混2×mol/L，PHlg（2×）12.7。先判斷堿過量，則依題意得：堿PH13，H+mol/L，mol/L，取體積為1L，酸PH2，H+mol/L，取體積為9L，即：混1×mol/L，H+混1×mol/L，PHlg（1×）11。答案：2.3；12.7；11。 遷移應(yīng)用：1PH2的鹽酸和PH6的硫酸溶液等體積混合后，溶液的PH是多少？2將0.3mol/L的Ba（OH）2溶液50mL 與0.02 mol/L 的H2SO4溶液100mL混合后，求混合后溶液的PH?！揪毩?xí)】說出下列溶

10、液的pH值1.0×102mol·L1HCl pH = 21.0×103mol·L1HNO3 pH = 31.0×102mol·L1NaOH pH = 121.0×103mol·L1KOH pH = 11 1.0×102mol·L1NaCl pH = 7【練習(xí)】1、室溫，求5×103mol/LH2SO4溶液的pH 和水電離出的H+ 與OH？2、室溫，求5×103mol/LBa(OH)2溶液的pH和水電離出的H+ 與OH3、室溫，求1×106mol/LHCl溶液的pH

11、和水電離出的H+ 與OH4、室溫，將1×103mol/LNaOH稀釋，體積變?yōu)樵瓉淼?0倍，求稀釋后溶液的pH？5、室溫，將1×103mol/LNaOH稀釋，體積變?yōu)樵瓉淼?05倍，求稀釋后溶液的pH？6、室溫，將100mL 1.0 mol/L 的NaOH與50mL 0.55 mol/L 的H2SO4 混合，求混合后溶液的pH？7、pH=3的鹽酸中，鹽酸的濃度是 mol/L，pH=3的硫酸中，硫酸的濃度是_mol/L？【練習(xí)】某溶液，若滴入甲基橙，溶液為黃色；若滴入石蕊為紅色。問該溶液的pH范圍是多少？ 答：4.4<pH<5【實(shí)驗(yàn)思考】用pH試紙測(cè)定0.1mol

12、/L的鹽酸的pH=_ 0.1mol/L的醋酸溶液的pH=_?！揪毩?xí)】1、下列溶液一定呈中性的是:A.不含H+和OH的溶液 B.等物質(zhì)的量的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)得到的溶液C.pH=7的溶液 D.H+ =OH的溶液2、室溫下，下列四種溶液 A. pH=4 B. c(H+) = 1×105 mol/L C. c(OH)= 1×10 11mol/L D. PH = 10 其中酸性最強(qiáng)的是_ ， 堿性最強(qiáng)的是_3、 100水的離子積常數(shù)Kw=1.0×1012mol2·L2 100 , 求1×103mol/LNaOH溶液的pH？pH=lgH+=lg(1×

13、;109)=9【題】在25時(shí)，1molL的鹽酸溶液中，水的Kw（單位：molL）為（A）A.1×10B.0 C.大于1×10D.小于1×10【解析】在一定溫度下，水的離子積Kw為常數(shù)，不隨水溶液中OH和H的改變而改變，只要在常溫下，任何稀水溶液的Kw均為1×10molL?！绢}】關(guān)于溶液酸堿性的說法中，正確的是（C）A.H很小的溶液一定呈堿性B.pH的溶液一定呈中性C.OHH的溶液一定呈中性D.不能使酚酞溶液變紅的溶液一定呈酸性【解析】溶液的酸堿性最本質(zhì)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是OH和H的相對(duì)大小。如果OHH，溶液呈中性；如果OH<H，溶液呈酸性；如果OH>

14、H，溶液呈堿性。H很小的溶液，OH也可能很??；pH的溶液只有在常溫下才是中性的；常溫下，pH<的溶液都不能使酚酞變紅，可能為酸性、中性或弱堿性?！绢}】下列溶液中，肯定是酸性的是（D）A.含H的溶液B.加酚酞顯無色的溶液C.pH<的溶液D. OH<H的溶液【解析】溶液的酸堿性判斷方法雖然有多種，但用指示劑的判斷是比較粗略的，它只能測(cè)出溶液的pH所在范圍。溶液的pH與溫度有關(guān)，用pH判斷也不夠準(zhǔn)確?！绢}】下列說法中，正確的是（D）A.向純水中加入少量鹽酸，Kw將增大B. 25時(shí)，水的離子積常數(shù)Kw為×10molLC.100時(shí)，純水的H10molLD.100時(shí)，pH的溶液

15、呈堿性【解析】25時(shí)，水的離子積常數(shù)Kw為×10molL，其值與溶液的濃度無關(guān)。由于水的電離是吸熱過程，溫度升高，有利于水的電離，使得Kw增大，則在100時(shí)，H的值在大于10molL呈中性，則100時(shí)，pH的溶液呈堿性。【題】?jī)煞N濃度不同的NaOH溶液，H分別為×10molL和×10molL，將這兩種溶液等體積混合后（不考慮體積效應(yīng)），所得溶液的H約為（D）A.0.5×(1010) molL B.5×(1010)molLC.2.0×10molL D. 2.0×10molL【解析】?jī)扇芤旱腛H濃度分別為混合液的OH的濃度為【題

16、】下列物質(zhì)只能在溶于水的條件下電離的是（AB）A.NH3·H2O B.H2SO4 C.CuO D.NaOH【解析】電離的條件有兩種：溶于水或熔化狀態(tài)下，熔化條件下能電離的只有離子化合物，共價(jià)化合物只能在溶于水的條件下電離。NH3·H2O是NH3的水合物，它只能在水中電離。【題】下列說法中，正確的是（C）A.導(dǎo)電能力強(qiáng)的電解質(zhì)溶液一定是強(qiáng)電解質(zhì)溶液B.強(qiáng)電解質(zhì)溶液一定比弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)C.強(qiáng)電解質(zhì)的水溶液不存在溶質(zhì)分子D.0.1 molLNaOH溶液比0.01 molLNaOH溶液導(dǎo)電性強(qiáng)，因此前者是強(qiáng)電解質(zhì)，后者是弱電解質(zhì)【解析】導(dǎo)電能力強(qiáng)只能說明溶液中自由移動(dòng)的離子

17、濃度較大，離子可能是強(qiáng)電解質(zhì)提供的，也可能是濃度較大的弱電解質(zhì)提供的，因此選項(xiàng)A不正確。選項(xiàng)B中沒有說明溶液的濃度，很稀的強(qiáng)電解質(zhì)溶液中，雖然電解質(zhì)全部電離，但離子濃度卻很小，溶液的導(dǎo)電能力就弱；相反，濃度較大的弱電解質(zhì)溶液，雖然電解質(zhì)部分電離，但電離出的離子濃度卻可能比較大，溶液的導(dǎo)電能力也就較強(qiáng)。強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)都是對(duì)電解質(zhì)而言的，不是對(duì)電解質(zhì)溶液而言的；另外，不能以溶液導(dǎo)電性的強(qiáng)弱來判斷一種電解質(zhì)是強(qiáng)電解質(zhì)還是弱電解質(zhì)，因此D不正確?！绢}】pH和體積都相等的醋酸和硫酸，分別跟足量的Na2CO3溶液反應(yīng)，在相同條件下，放出二氧化碳?xì)怏w的體積（B）A.一樣多B.醋酸比硫酸多C.硫酸比醋酸多

18、D.無法比較【解析】當(dāng)醋酸和硫酸的pH相同時(shí)，H相同，因醋酸是弱電解質(zhì)而硫酸是強(qiáng)電解質(zhì)，因此醋酸的濃度遠(yuǎn)大于硫酸的濃度，又由于體積相等，因此本題條件下，醋酸放出二氧化碳的體積比硫酸多?！绢}】將pH的強(qiáng)堿溶液與pH的強(qiáng)酸溶液混合，所得混合液的pH，則強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的體積比是（A）A.9:2 B.9:1 C.1:10 D.2:5【解析】混合后pH，可知堿過量，按計(jì)算公式10×V(堿)10×V(酸)V(堿)V(酸)×10，解得V(酸)：V(堿)：?！绢}10】水是一種極弱電解質(zhì)，在常溫下平均每n個(gè)水分子只有一個(gè)水分子發(fā)生電離，則n值是（）A. ×10 B.55.6&

19、#215;10C. 10D.55.6【解析】水中H10mol/L，即每升水中有×10mol H，它是由×10mol水電離產(chǎn)生的，而每升水中含有100g/18g·mol55.6mol水，則.：n：，即n.×10?！绢}11】下列物質(zhì)中屬于非電解質(zhì)，但是放入水中所得溶液可以導(dǎo)電的是（C）A.金屬鈉B.乙醇C.二氧化硫D.膽礬【解析】金屬鈉屬于金屬單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；膽礬屬于電解質(zhì)；乙醇和二氧化硫?qū)儆诜请娊赓|(zhì)，后者溶于水與水反應(yīng)得到H2SO3是電解質(zhì)?！绢}12】下列敘述中，正確的是(D)A.pH和pH的鹽酸各10mL混合，所得溶液的pH3.5B.一

20、定溫度下溶液中H越大，pH值也越大，溶液的酸性就越強(qiáng)C.液氯雖然不導(dǎo)電，但溶解于水后導(dǎo)電情況良好，因此，液氯也是強(qiáng)電解質(zhì)D.單溫度不變時(shí)，在純水中加入強(qiáng)堿溶液不會(huì)影響水的離子積常數(shù)【解析】pH和pH的鹽酸等體積混合后，混合液的H濃度為1/2×(1010) molL5.5×10molL，pH3.3。一定溫度下溶液的H越大，pH越小。液氯是單質(zhì)，不屬于電解質(zhì)，溶于水能導(dǎo)電是因?yàn)榕c水反應(yīng)生成了HCl和HClO所致?！绢}13】99時(shí)，Kw1.0×10molL，該溫度下，將100mL0.001mol/L的NaOH溶液加水稀釋至L，則溶液的pH為，若加水稀釋至1000L，則溶

21、液的pH為?！窘馕觥縊H0.001mol/L的NaOH溶液稀釋倍，OH10mol/L，H10/10mol/L10mol/L，即pH;當(dāng)再稀釋1000倍時(shí)，OH近似為10mol/L，則H10mol/L即pH?！绢}14】當(dāng)把兩種水（D2O、H2O）混在一起，則混合后溶液中存在的分子為，存在的陽離子為，存在的陰離子為。兩種水的電離方程式為?！窘馕觥?jī)煞N水D2O、H2O都為弱電解質(zhì)，部分電離。2D2OOD+D3O，2H2OOHH3O，D3OOHD2OHDO，2DHOH2DOOD，2DHOHD2OOH【題15】如下圖所示是某教師運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)進(jìn)行復(fù)習(xí)時(shí)放映的一個(gè)人體氣體交換示意圖，據(jù)圖回答：（）甲圖表

22、示的過程稱為。（）健康人血液pH的范圍。A.在之間B. 在之間C. 在10之間D.等于（）血管B內(nèi)血液的pH血管D內(nèi)血液的pH（填“>”、“<”或“”），其原因是（用化學(xué)方程式和電離方程式說明）?！窘馕觥緾O2的濃度越大，化學(xué)平衡CO2H2OH2CO3向右移動(dòng)，H2CO3的濃度增大，H2CO3的電離平衡H2CO3HHCO3向右移動(dòng)，H的濃度增大，pH減小?！绢}16】在25時(shí)，有pH為x的鹽酸和pH為y的NaOH（aq），取Vx L該鹽酸同該y時(shí)，Vx/Vy（填數(shù)值）；（）若xy >時(shí)，Vx/Vy（填表達(dá)式），且Vx Vy（填“>”、“<”或“”）。(題中x6,y8

23、)【解析】酸堿恰好中和時(shí)，10x·Vx10y·Vy，Vx/Vy10xy，當(dāng)xy14時(shí)，xy14，Vx/Vy；當(dāng)xy13時(shí)，xy14，Vx/Vy1/10；當(dāng)xy>14時(shí)，Vx/Vy>1?！绢}】溶液的pH定義為pHlgH，pOH定義為pOHlgOH，Kw表示25時(shí)水的離子積常數(shù)，則弱酸性溶液中H可表示為（B）A.Kw/pOH mol·L B.10 pOHmol·LC. 10p OHmol·L D. 10pOHmol·L【解析】因?yàn)閜HlgH，故H10pH；又因?yàn)閜H14pOH，則pHpOH，故H10pOHmol·L。

24、【題2】往一定體積的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH的稀硫酸，至溶液中Ba2恰好完全沉淀，測(cè)得溶液的pH，則H2SO4與Ba(NO3)2溶液體積比為（忽略混合時(shí)液體體積的變化）（B）A.1：B.1：C.：D.：【解析】當(dāng)H2SO4與Ba(NO3)2溶液混合發(fā)生反應(yīng)時(shí)，只有Ba與SO4結(jié)合生成BaSO4沉淀，H并不參加反應(yīng)，對(duì)于變化實(shí)際上是溶液稀釋問題。根據(jù)稀釋定律，pH改變個(gè)單位，H改變10倍，那么應(yīng)該符合下列關(guān)系：H1V1H2(V1+V2)，即10V110(V1V2)，V1：V2：?！绢}】某強(qiáng)酸溶液的pHa，強(qiáng)堿溶液的pHb，且ab13，酸、堿溶液混合后混合溶液的pH，則酸溶液的體積V與堿

25、溶液的體積V之間的正確關(guān)系是（B）A. V102 V2 B. V210 V1 C. V2V2 D. V22V1【解析】最終溶液的pH，恰好中和，10aV110b14V2，則V1/V210ab，所以V210 V1?！绢}4】甲、乙兩種溶液，已知甲溶液的pH是乙溶液pH的倍，甲溶液中H一定是乙溶液中H的（D）A.1/2 B.1/10 C.1/100 D.無法確定【解析】因?yàn)閜HlgH，故H10pH；pH甲pH乙，則H甲H乙10pH乙。【題】某地酸雨經(jīng)檢驗(yàn)其主要成分除含H外，還有Na、SO4、NO3、NH4，其濃度依次為：7.0×106molL，2.5×106molL，3.5

26、15;106molL，2.3×106molL，則該水樣的pH約為（C）A.4 B.4.7 C.5 D.5.7【解析】由于為“酸雨”，因而OH可忽略不計(jì)，依據(jù)離子電子電荷守恒有下列關(guān)系：HNaNH4SO4NO3。將已知的離子濃度代入，則H×10molL，pHlgHlg10?！绢}6】室溫時(shí)，將pH的H2SO4溶液稀釋10倍，H：SO4；將稀釋后的溶液再稀釋100倍，H：SO4?！窘馕觥康谝淮蜗♂尡逗?，pH，此時(shí)H：SO4：；第二次稀釋后H×10molL，而SO41/2×10×10molL×10molL，則H：SO4：。【題7】設(shè)水的電離平

27、衡曲線如圖所示。（）若以A點(diǎn)表示水在電離平衡時(shí)的離子濃度，當(dāng)溫度上升到100時(shí)，水的電離平衡狀態(tài)到B點(diǎn)，則此時(shí)水的離子積從增加到。（）將pH的Ba(OH)2溶液與pH的鹽酸相混合，并保持100的恒溫，欲使混合溶液的pH，則Ba(OH)2與鹽酸的體積比為?！窘馕觥考兯械腍和OH濃度相同，KwHOHH，A、B兩點(diǎn)的Kw分別為（10）×10molL和（10）×10molL。100時(shí)，pH的溶液是堿性的，OH10/1010molL，pH的Ba(OH)2溶液的OH10molL，則。【題8】在某溫度下，重水（D2O）的離子積常數(shù)為1×10molL，若用pH一樣的定義來規(guī)定pD，則pDlgD，則在該溫度下：（）純重水的pD。（）溶有0.01mol的NaOD的D2O溶液1 L，其pD。