内容正文:
第二单元 溶液的酸碱性
第1讲 水的电离和溶液的pH
[课程标准] 1.认识水的电离,了解水的离子积常数。2.认识溶液的酸碱性及pH,掌握检测溶液pH的方法。
考点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
(1)水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-或H2OH++OH-。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1。任何水溶液中,由水电离出来的c(H+)与c(OH-)都相等。
2.水的离子积常数
(1)水的离子积常数:Kw=c(H+)·c(OH-)。
(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw增大。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(4)意义:Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-,只要温度不变,Kw不变。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。
(2)加入酸或碱,水的电离程度均减小,Kw不变。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度增大,Kw不变。
[正误辨析]
(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等( )
(2)100 ℃的纯水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,此时水呈酸性( )
(3)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同( )
(4)室温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等( )
(5)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等( )
答案: (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√
学生用书第190页
1.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
C [升温促进水的电离,升温后溶液不能由碱性变为中性,A项错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出Kw=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,Kw不变,可引起由b向a的变化,C项正确;温度不变,则Kw不变,稀释后c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,而c到d点,OH-浓度减小,H+浓度不变,且Kw变化,故稀释溶液不可能到达d点,D项错误。]
2.(1)25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:
①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小的顺序是 。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中,水的电离程度 ;常温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度 。(均填“前者大”“后者大”或“相同”)
答案: (1)④>①>②>③ (2)相同 相同
外界条件对水电离的影响
3.常温下,计算下列溶液中水电离的c水(H+)或c水(OH-)。
(1)pH=2的H2SO4溶液:c水(H+)= ,c水(OH-)= 。
(2)pH=10的NaOH溶液:c水(H+)= ,c水(OH-)= 。
(3)pH=2的NH4Cl溶液:c水(H+)= 。
(4)pH=10的Na2CO3溶液:c水(OH-)= 。
答案: (1)10-12 mol·L-1 10-12 mol·L-1
(2)10-10 mol·L-1 10-10 mol·L-1
(3)10-2 mol·L-1
(4)10-4 mol·L-1
25 ℃时,由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的5种类型的计算方法
1.中性溶液:c水(H+)=c水(OH-)=1.0×10-7 mol/L
2.酸的溶液:H+来源于酸电离和水电离,而OH-只来源于水,故有c水(OH-)=c水(H+)=c溶液(OH-)。
3.碱的溶液:OH-来源于碱电离和水电离,而H+只来源于水,故有c水(H+)=c水(OH-)=c溶液(H+)。
4.水解呈酸性的盐溶液:c水(H+)=c溶液(H+)。
5.水解呈碱性的盐溶液:c水(OH-)=c溶液(OH-)。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(1)酸性溶液:c(H+)>c(OH-),常温下,pH<7。
(2)中性溶液:c(H+)=c(OH-),常温下,pH=7。
(3)碱性溶液:c(H+)<c(OH-),常温下,pH>7。
2.pH及其测量方法
(1)计算公式:pH=-l