3.2 水的电离和溶液的pH（第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH）-2022-2023学年高二化学同步素养目标精品讲义（人教版2019选择性必修1）

第三章 第二节 水的电离和溶液的pH 第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．认识水的电离，水是一种极弱的电解质。 2．结合电离常数，了解水的离子积常数，其适用于任何水溶液。 3．结合实例，能判断溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。 4．能进行溶液pH的简单计算，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。 【素养目标】 1．能从微观角度通过c(H＋)和c(OH－)的相对大小判断溶液的酸碱性，同时从宏观角度通过pH计、pH试纸等判断溶液的酸碱性，培养“宏观辨识与微观探析”学科素养。 2．能从电离平衡的角度，理解外界条件对水的电离平衡的影响，解释溶液酸碱性的变化，培养“变化观念与平衡思想” 3．理解水的离子积常数，形成认知模型，能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断，培养“证据推理与模型认知”学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：水的电离 1．水的电离 (1)水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或简写为H2OH＋＋OH－。 (2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。 2．水的离子积常数 (Kw) (1)含义：因为水的浓度可看作常数，所以水中的c(H＋)·c(OH－)可看作常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。 (2)表达式与数值：表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)，常温时，Kw＝1.0×10－14。 (3)影响因素：Kw只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，Kw增大。 【点拨】对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定都是水电离出来的。 理解Kw应注意的几个问题 (1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。 (2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100 ℃，Kw＝5.45×10－13。但是在室温下，Kw为1.0×10－14。 (3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。 3．外界条件对水的电离平衡的影响 改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋) HCl 逆 不变 减小 减小 增大 NaOH 逆 不变 减小 增大 减小 Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小 NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大 NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大 加热 正 增大 增大 增大 增大 典例1．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( ) A．4 ℃时，纯水的pH＝7 B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小 C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子 D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小 【答案】C 【解析】25 ℃时，纯水的pH＝7,4 ℃时，纯水的电离程度减小，pH稍大于7，A错误；温度升高，水的电离平衡向右移动，c(H＋)与c(OH－)均增大，B错误；水是一种极弱的电解质，电离程度很小，25 ℃时，纯水电离出的H＋浓度只有1.0×10－7 mol·L－1，纯水中主要存在形态是水分子，C正确；水的离子积不受溶液酸碱性的影响，D错误。 典例2．在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比较，下列说法正确的是( ) A．由水电离出的c(H＋)相等 B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1 C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1 D．两者都促进了水的电离 【答案】A 【解析】A项，二者c(H＋)、c(OH－)相同，对水电离抑制程度相同；B、C项，没有告诉温度，Kw不知，无法求水电离出的c(H＋)H2O、c(OH－)H2O；D项，二者均抑制水电离。 知识点二：溶液的酸碱性与pH 1．溶液的酸碱性　pH概念 (1)pH计算公式：pH＝－lg_c(H＋)。 (2)溶液呈酸碱性的本质：溶液的酸碱性取决于c(H＋)和c(OH－)的相对大小 溶液的酸碱性 c(H＋)与c(OH－)比较 常温下溶液pH 酸性溶液 c(H＋)＞c(OH－) ＜7 中性溶液 c(H＋)＝c(OH－) ＝7 碱性溶液 c(H＋)＜c(OH－) ＞7 (3)溶液的酸碱性与