内容正文:
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
课程标准
核心素养目标
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。
3.能进行溶液pH的简单计算。
1.证据推理与模型认知:能运用弱电解质的电离模型分析水的电离,发展应用模型解决问题的能力。认识溶液的酸碱性与pH的关系,基于证据判断溶液的酸碱性。
2.变化观念与平衡思想:认识水的电离存在电离平衡,了解水的电离平衡的影响因素,知道水的离子积常数,依据勒夏特列原理分析水的电离平衡移动及结果。
[对应学生用书P64]
一、水的电离
1.水的电离
(1)水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离,过程示意图如下:
上述电离方程式为H2O+H2O⇌H3O++OH-,可简写为H2O⇌OH-+H+。
(2)水的电离特点
2.水的离子积
(1)概念
在一定温度下,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,叫做水的离子积常数,简称水的离子积,记作Kw。
(2)表达式及影响因素
3.影响水的电离平衡的因素
结合勒夏特列原理,分析改变下列条件对水的电离平衡(H2O⇌H++OH- ΔH>0)的影响,填写下表空格。
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
正向移动
增大
增大
增大
增大
通入少量HCl(g)
逆向移动
增大
减小
减小
不变
加入少量KOH(s)
逆向移动
减小
增大
减小
不变
加入少量KHSO4(s)
逆向移动
增大
减小
减小
不变
二、溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
在常温下,溶液的酸碱性与溶液中c(H+)、c(OH-)相对大小的关系如下表,用“>”“=”或“<”填空。
溶液的酸碱性
c(H+)和c(OH-)的关系
c(H+)与1×10-7 mol/L的关系(常温下)
酸性
c(H+)>c(OH-)
c(H+)>1×10-7 mol/L
中性
c(H+)=c(OH-)
c(H+)=1×10-7 mol/L
碱性
c(H+)<c(OH-)
c(H+)<1×10-7 mol/L
2.溶液的pH
(1)pH是c(H+)的负对数,即:pH=-lg c(H+)。例如,某溶液中c(H+)=1×10-3 mol/L,则该溶液的pH=-lg(1×10-3)=3。
[微点归纳] 根据pH确定溶液中c(H+):c(H+)=10-pH mol/L;根据pH确定溶液中c(OH―),常温下,溶液中c(OH―)=10pH-14 mol/L。
(2)溶液的pH、c(H+)与酸碱性的关系(室温下)
(3)溶液的酸碱性、pH、c(H+)和c(OH―)的大小之间的关系(25 ℃)
溶液的酸碱性
c(H+)和c(OH―)的相对大小
溶液的pH
c(H+)/(mol/L)
c(OH―)/(mol/L)
酸性
c(H+)>c(OH―)
<7
>10-7
<10-7
中性
c(H+)=c(OH―)
=7
=10-7
=10-7
碱性
c(H+)<c(OH―)
>7
<10-7
>10-7
3.溶液pH的测量
(1)利用pH试纸测量
①正确操作方法:取一小块pH试纸于干燥、洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央,当颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读取pH。
②pH试纸的类型
(2)利用pH计测量
pH计又叫酸度计,可用来精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
◆名师点拨
(1)稀溶液中由水电离出的c(H+)、c(OH-)始终相等,即c水(H+)=c水(OH-)。
(2)在Kw=c(H+)·c(OH-)中,c(H+)、c(OH-)分别代表溶液中H+、OH-的总浓度,并非仅指由水电离产生的c(H+)、c(OH-)。
(3)在酸溶液中,H+主要由酸电离产生,OH-则由水电离产生,则Kw=c酸(H+)·c水(OH-)。
(4)在碱溶液中,OH-主要由碱电离产生,H+则由水电离产生,则Kw=c碱(OH-)·c水(H+)。
◆易错警示
(1)Kw反映一定温度下的溶液中c(H+)和c(OH-)的定量关系,适用于纯水及稀的电解质溶液。
(2)Kw只与温度有关,与溶液的酸碱性及浓度无关。
(3)升高温度,Kw增大,反之,Kw则减小。
◆名师点拨
(1)升高温度、发生化学反应(如加入Na)等,促进水的电离,电离程度增大。
(2)降低温度、加入酸(或碱)等,抑制水的电离,电离程度减小。
◆易错警示
(1)根据c(H+)与1×10-7 mol/L的大小判断溶液的酸碱性时,要注意溶液的温度是否为常温(25 ℃),否则不能判断。
(2)根据pH与7的