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
1.了解水的电离平衡,特别是温度、酸、碱等对水电离平衡的影响。培养变化观念与平衡思想等学科核心素养。
2.知道水的离子积常数的表达式及其应用。
3.初步了解溶液的酸碱性与pH的关系,会用pH试纸和pH计等方法测定溶液的pH。培养证据推理与模型认知、科学态度与社会责任等学科核心素养。
知识点一 水的电离
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,电离方程式为 ,简写为 。
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,叫做水的离子积常数,记作KW。
(2)表达式
KW= ,25 ℃时,KW=1.0×10-14。
(3)影响因素
水的离子积KW只受温度的影响,温度升高,KW 。
(4)适用范围
KW不仅适用于纯水,还可适用于 。
知识点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性取决于溶液中 。
(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈 性。
(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈 性。
(3)c(H+)<c(OH-),溶液呈 性。
2.溶液的pH
(1)表达式:pH= 。
(2)意义:pH越大,溶液碱性越 ;pH越小,溶液酸性越 。
(3)适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1的溶液。
3.常温下溶液的酸碱性与pH的关系
(1)pH 7,溶液呈酸性。
(2)pH 7,溶液呈中性。
(3)pH 7,溶液呈碱性。
4.溶液pH的测量
(1)pH试纸
①测量原理:pH试纸对不同pH的溶液能显示不同的颜色,可迅速测定溶液的pH。
②pH试纸种类
a. 广泛pH试纸——pH范围是1~14或0~10,精确度约为1。
b.精密pH试纸——pH精确度为0.2或0.3。
c.专用pH试纸。
(2)pH计
又叫 ,可用于精密测量溶液的pH,其量程为0~14 。
5.溶液酸碱性与pH的应用
(1)人体体液都有一定的pH。
(2)环保领域,酸性或碱性废水的处理常利用 。
(3)农业生产中,各种农作物的生长对土壤的pH范围有一定的要求。
(4)酸碱中和滴定实验中,溶液 是判断滴定终点的依据。
探究任务一 水的电离及水的离子积
1.水的离子积常数
(1)水的电离常数表达式为K=。
(2)水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-)。
(3)KW及影响因素:
①25 ℃时:KW=1.0×10-14。
②水的电离是吸热的可逆过程,故温度升高,KW增大。
③水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)和c(OH-)的变化无关。
2.水的电离平衡移动
影响因素
水的电离平衡移动
影响结果
方向
原因
KW
c(H+)变化
c(OH-)变化
c(H+)与c(OH-)的关系
温度
升温
右移
水的电离
过程吸热
增大
增大
增大
c(H+)=c(OH-)
降温
左移
减小
减小
减小
c(H+)=c(OH-)
加酸
左移
增大了c(H+)
不变
增大
减小
c(H+)>c(OH-)
加碱
左移
增大了c(OH-)
不变
减小
增大
c(H+)<c(OH-)
外加活
泼金属
右移
金属消耗水电离出的H+
不变
减小
增大
c(H+)<c(OH-)
3.在分析水的电离平衡的移动方向时,要充分利用在化学平衡中所学习的平衡移动原理。需注意:
(1)向水中加入酸或碱,使c(H+)或c(OH-)增大,则抑制水的电离,如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。
(2)向水中加入某种物质,若该物质与H+或OH-发生反应而使c(H+)或c(OH-)减小,则促进水的电离。如向水中加入钠等活泼金属可促进水的电离。
(3)KW只受温度的影响。
【典例1】 25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0。下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH-)减小
B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变
C.向水中加入少量固体钠,平衡逆向移动,c(H+)减小
D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
【变式训练1】 下列叙述正确的是( )
A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则该温度一定高于25 ℃
B.25 ℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水
C.25 ℃时,向水中加入氢