内容正文:
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH
学习目标
核心素养
1.认识水的电离,水是一种极弱的电解质。
2.了解水的离子积常数。
3.能判断溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
4.能进行pH的简单计算。
1.模型认知:通过识别化学中电离平衡这一理论知识模型,能将有关水的电离平衡的相关知识进行分析和说明。
2.证据推理:能依据水溶液中的离子积常数这一理论,推理出溶液中c(H+)、c(OH-)、c水(H+)、c水(OH-)的计算方法。能从溶液的酸碱性与水的离子积常数结合上查找证据,能通过定性分析和定量计算推出所得溶液的pH计算方法。
3.宏观辨识与微观探析:能通过溶液中微观存在的实际的c(H+)与c(OH-)的相对大小这一手段,宏观分析判断溶液的酸碱性。
一、水的电离
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-,简写为H2OH++OH-。
(3)影响水的电离平衡的因素。
①温度:温度升高,水的电离平衡向正方向移动,c(H+)和c(OH-)均增大(选填“增大”“减小”或“不变”);
②加酸或碱会抑制(选填“促进”或“抑制”)水的电离。
2.水的离子积常数
(1)定义
当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,记作Kw。Kw叫做水的离子积常数,简称水的离子积。
(2)影响因素
①只受温度影响:随着温度的升高,水的电离程度增大,则水的离子积增大;
②常温下,一般可以认为Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14。
注意 水的离子积(Kw)由纯水推导出来,不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质水溶液。
1.25 ℃,在0.01 mol·L-1的硫酸溶液中,水电离出的H+浓度是 ( )
A.5×10-13 mol·L-1
B.0.02 mol·L-1
C.1×10-7 mol·L-1
D.1×10-12 mol·L-1
答案 A
二、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液酸碱性取决于溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小。
2.溶液的酸碱性与溶液中c(H+)、c(OH-)的关系
c(H+)与c(OH-)
的关系
c(H+)的范围(室温下)
酸性溶液
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7 mol·L-1
中性溶液
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=1×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<1×10-7 mol·L-1
3.溶液的酸碱性与pH
(1)pH
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)
4.溶液酸碱性的表示方法
(1)当c(H+)或c(OH-)大于1 mol·L-1时,通常用c(H+)或c(OH-)直接表示。
(2)当c(H+)或c(OH-)小于或等于1 mol·L-1时,通常用pH表示。
注意 c(H+)=1×10-7 mol·L-1或pH=7的溶液不一定呈中性,只有在室温下,上述关系才成立。
5.溶液酸碱性的测量
(1)pH试纸
(2)pH计
pH计精确度高,可直接从仪器中读数。
2.25 ℃时,NH4Cl和NH3·H2O混合溶液的pH为7,则该溶液呈 ( )
A.酸性 B.碱性
C.中性 D.无法确定
答案 C
要点一 水的电离及影响因素
结合勒夏特列原理,通过实验探究外界条件对水的电离的影响,交流讨论。
1.升高温度,对水的电离、电离产生的c(H+)及Kw有什么影响?
提示:促进水的电离,电离产生的c(H+)增大,Kw增大。
2.滴加少量NaOH溶液,对水的电离及Kw有什么影响?溶液中c(H+)怎样变化?
提示:抑制水的电离,Kw不变,溶液中c(H+)减小。
3.向水中加入金属钠,对水的电离有什么影响?溶液的酸碱性如何变化?
提示:抑制水的电离,溶液由中性变为碱性。
1.影响水的电离的因素
水的电离平衡:H2OH++OH- ΔH>0
影响因素
移动方向
c(H+)
c(OH-)
Kw
升温
向右移动
增大
增大
增大
加酸
向左移动
增大
减小
不变
加碱
向左移动
减小
增大
不变
加活泼金属(如Na)
向右移动
减小
增大
不变
2.水电离产生的c(H+)或c(OH-)的计算(25 ℃)
(1)等量关系
无论是纯水,还是酸性(或碱性)溶液,由水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)。
(2)定量关系
任何电解质的稀溶液中都存在Kw:Kw=c(H+)·c(OH-)。
①稀酸溶液——OH-全部来源于水的电离:水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=;
②稀碱溶液——H+全部来源于水的电离:
水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=。
[例1] (2022·山东省实验中学高二检测)如图表示水