内容正文:
第八讲 水的电离和溶液的pH
1.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,会分析水的电离平衡移动。
2.通过分析、推理等方法知道溶液pH的概念、溶液酸碱性与pH的关系,建立溶液酸碱性判断的思维模型。
3.了解酸碱中和滴定的原理,知道酸碱中和滴定中溶液pH的变化是判断滴定终点的依据,了解指示剂的选择方法。
4.知道酸碱中和滴定的主要仪器及用途,掌握酸碱中和滴定的实验操作、数据处理、误差分析及其在定量测定中的迁移应用。
在水溶液中,酸碱盐前边内容我们讲解了以离子形式存在,本节内容我们将从微观离子层面进行定量分析,深刻解析溶液酸碱性的本质。该节内容的重点为水的电离,难点内容为溶液的酸碱性及pH、酸碱中和滴定。
知识点一:水的电离
一、水的电离特点
(1)水是一种极弱的电解质。
(2)水的电离方程式为H2O+H2O ⇌ H3O++OH-,简写为H2O ⇌ H++OH-。
(3)水的电离是吸热过程。
二、水的离子积
三、外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O ⇌ H++OH- ΔH>0的影响,并填写下表:
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
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入金属Na
右移
减小
增大
增大
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
四、影响水电离平衡的外界因素:
1.酸、碱 :抑制水的电离
2.温度:促进水的电离(水的电离是吸热的)
3.易水解的盐:促进水的电离
例1.下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式:H2O═H++OH-
B.升高温度,水的电离程度增大
C.在NaOH溶液中没有H+
D.在HCl溶液中没有OH-
例2.某温度下,纯水的c(H+)=2×10-7 mol·L-1,则此时纯水的c(OH-)为________。若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则溶液中c(OH-)为________,此时温度______(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
练习1.下列说法中正确的是( )
A.将纯水加热的过程中,Kw变大,pH变小
B.保存FeSO4溶液时,加入稀HNO3抑制Fe2+水解
C.FeCl3溶液蒸干、灼烧至恒重,最终得到FeCl3固体
D.向0.1mol∙L-1氨水中加入少量水,pH减小,减小
练习2.某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A.该温度高于25 ℃
B.由水电离出来的H+的浓度为1×10-11 mol·L-1
C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍,溶液中的c(OH-)增大
练习3.25 ℃时,在等体积的①0.5 mol·L-1的H2SO4溶液;②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液;
③1 mol·L-1的NaCl溶液;④纯水中由水电离出的H+的物质的量之比是( )
A.1∶10∶107∶107
B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2
D.107∶106∶(2×107)∶2
练习4.水的电离常数如图两条曲线所示,曲线中的点都符合c(H+)·c(OH-)=常数,下列说法错误的是( )
A.图中温度T1>T2
B.图中五点Kw间的关系:B>C>A=D=E
C.曲线a、b均代表纯水的电离情况
D.若处在B点时,将pH=2的硫酸溶液与pH=12的KOH溶液等体积混合后,溶液显碱性
(1)25 ℃时,Kw=1.0×10-14,不仅适用于纯水(或其他中性溶液),也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(2)在不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c水(H+)与c水(OH-)一定相等。Kw=c(H+)·c(OH-)中,c(H+)、c(OH-)均指整个溶液中所有H+和OH-的总物质的量浓度。
(3)Kw只与温度有关,温度升高,Kw增大。
(4)室温下,由水电离出的c水(H+)或c水(OH-)<10-7 mol·L-1时,可能是加酸或加碱抑制了水的电离。
知识点二:溶液的酸碱性与pH
一、25 ℃时,分析下列溶液的氢离子和氢氧根离子浓度
纯水
0.1 mol·L-1 NaOH溶液
0.1 mol·L-1盐酸
c(H+)/mol·L-1
1×10-7
1×10-13
0.1
c(OH-)/mol·L-1
1×10-7