内容正文:
第38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。
授课提示:对应学生用书第197页
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-)=1×10-7_mol·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。
[易错辨析] 正确的打“√”,错误的打“×”。
(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)√
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
解析: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-)可求出该温度下,Kw=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解使溶液呈酸性,可能引起由b向a的变化,C项正确;温度不变,稀释后c(OH-)减小,c(H+)增大,但仍在该曲线上,不可能到达d点,D项错误。
答案:C
2.(1)25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小的顺序是____________(用序号表示)。
(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____________(填“前者大”“后者大”或“相同”,下同);常温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度____________。
答案:(1)④>①>②>③ (2)相同 相同
反思归纳
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(H+)水或c(OH-)水。
(1)pH=2的H2SO4溶液:c(H+)水=___________________________________,
c(OH-)水=____________。
(2)pH=10的NaOH溶液:c(H+)水=______________________________________,
c(OH-)水=____________。
(3)pH=2的NH4Cl溶液:c(H+)水=____________。
(4)pH=10的Na2CO3溶液:c(OH-)水=___________________________________。
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
反思归纳
25 ℃时,由水电离出的c(H+)水或c(OH-)水的
5种类型的计算方法
(1)中性溶液:c(H+)水=c(OH-)水=1.0×10-7 mol/L
(2)酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离,故有c(OH-)水=c(H+)水=c(OH-)溶液。
(3)碱的溶液:OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离,故有c(H+)水=c(OH-)水=c(H+)溶液。
(4)水解呈酸性的盐溶液:c(H+)水=c(H+)溶液。
(5)水解呈碱性的盐溶液:c(OH-)水=c(OH-)溶液。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性