专题11 水的电离和溶液的pH（教材深度精讲）-【核心素养系列】2023-2024学年高二化学知识整合讲练（人教版2019选择性必修1）

专题11 水的电离和溶液的pH （教材深度精讲） 【核心素养分析】 1.变化观念与平衡思想:认识水的电离有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析水的电离，运用化学反应原理解决实际问题。 2.科学探究与创新意识:能发现和提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确定探究目的，设计探究方案进行实验探究；在探究中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的见解，进行误差分析。 【知识导图】 【目标导航】 1.了解水的电离平衡及影响因素 2.了解水的离子积并能进行简单计算 3.了解溶液的酸碱性与pH的关系，学会pH的简单计算。 4.了解酸碱中和滴定的原理，热记酸破中和滴定的主要仪器名称和应用。 5.掌握酸碱中和滴定的实验操作、计算方法和误差分析。 6.学会滴定原理的迁移应用。 【重难点精讲】 一、水的电离与水的离子积常数 1.水的电离 水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－或H2OH＋＋OH－。 2.水的离子积常数 1）水的电离平衡常数 水的电离平衡常数K电离＝，温度一定，K电离为常数，c(H2O)为常数，因此c(H＋) ·c(OH－)为常数。 2）水的离子积常数 (1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。 (2)数据：室温下，Kw＝1×10－14。 (3)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。 (4)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。 (5)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。 【易错提醒】①水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，不仅适用于纯水，也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。在任何酸、碱、盐的稀溶液中，只要温度一定，Kw就一定。 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产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。在Kw的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出的c(H＋)、c(OH－)。 ③水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。 ④水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，c(H＋)和c(OH－)都增大，故Kw增大，但溶液仍呈中性；对于Kw，若未注明温度，一般认为在常温下，即25 ℃。 3.影响水电离平衡的因素 体系变化 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 可水解的盐 Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小 NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大 温度 升温 正 增大 增大 增大 增大 降温 逆 减小 减小 减小 减小 其他：如加入Na 正 不变 增大 增大 减小 【特别提醒】(1)给水加热，水的电离程度增大，c(H＋)＞10－7 mol·L－1，pH<7，但水仍显中性。 (2)酸、碱能抑制水的电离，故室温下，酸、碱溶液中水电离产生的c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H＋)[或c(OH－)]>1×10－7 mol·L－1。 4.水的电离平衡曲线分析 如图所示，从点线面三维角度认识水的电离平衡曲线： 1）从面的角度——水的离子积 横纵坐标为反比例函数关系，c(H＋) ·c(OH－)＝Kw。 2）从线的角度——温度关系和溶液酸碱性 (1)T1、T2对应线为等温线，每条线上各点对应的离子积相等；升高温度，水的电离程度增大，水的离子积增大，则T2＞T1。 (2)ab线为中性溶液线，ab线上c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，ab线上方c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性，ab线下方c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性。 3）从点的角度——条件改变 (1)同一等温线上点的变化，离子积常数不变，即c(H＋)·c(OH－)不变，c(H＋)和c(OH－)之间为反比例关系，可以通过加入酸、碱、盐，如a→d，可以加入HCl等酸或加入AlCl3等强酸弱碱盐。 (2)不同等温线上点的变化，离子积常数改变，即温度发生了改变。若在ab线上，只能通过改变温度，例如a→b，通过升高温度即可实现；若不在ab线上，应先改变温度，再加入酸、碱、盐，例如a→e，应先升高温度，再加入NaOH等碱或CH3COONa等强碱弱酸盐。 5.水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算 1）先定性 根据水的电离平衡影响规律——酸碱抑制，弱盐促进，常温下酸或碱溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)小于10－7mol·L－1，含有弱酸根离子或弱碱阳离子