2.第三章 第二节 水的电离和溶液的pH（课件PPT）-【满分思维·一本通】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册（人教版）

第三章 水溶液中的离子 反应与平衡 第二节 水的电离和溶液的pH 知识点（一） 水的电离 1. 水的电离 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。 （1）电离方程式：H2O＋H2O H3O＋＋OH－，也可简写为H2O H＋＋ OH－。 （2）水的电离常数：K电离＝ 。 2. 水的离子积常数 （1）含义：因为水的浓度可看作常数，所以水中的c（H＋）·c（OH－） 可看作常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。 （2）表达式与数值：Kw＝c（H＋）·c（OH－），常温下，Kw＝1.0×10 －14。 （3）影响因素：Kw只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升 高，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溶液。 3. 影响水电离平衡的因素 改变条件 水的电离平衡 c（H＋） c（OH－） Kw 适当升高温度 右移 增大 增大 增大 加入少量酸 左移 增大 减小 不变 加入少量碱 左移 减小 增大 不变 加入活泼金 属Na 右移 减小 增大 不变 Kw表达式中，c（H＋）、c（OH－）均表示整个溶液中总物质的量浓度， 但是一般情况下有： （1）纯水中，水电离出的c（H＋）与水电离出的c（OH－）一定相等， 即c（H＋）＝c（OH－）＝ 。 （2）酸溶液中Kw＝c酸（H＋）·c水（OH－）（忽略水电离出的H＋的浓 度），即c水（H＋）＝c水（OH－）＝ 。 水电离出的c（H＋）或c（OH－）的计算 （3）碱溶液中Kw＝c水（H＋）·c碱（OH－）（忽略水电离出的OH－的浓 度），即c水（H＋）＝ 。 　　｜特别提醒｜ 无论哪种溶液，由水电离出的c（H＋）与由水电离出的c（OH－）一定 相等。 A. 向0.1 mol·L－1CH3COOH溶液中加水稀释，溶液c（OH－）减小 B. 向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，醋酸电离平衡向右移动，电离程度增大 C. 室温下，pH＝3的CH3COOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，溶液 pH＜7 D. 室温下pH＝3的CH3COOH溶液中，由水电离出来的c（OH－）＝10－3 mol·L－1 　　[应用体验] （2026·广东东莞高二质检）下列有关电解质溶液的说法正确的是（　　） √ 解析　CH3COOH是弱酸，加水稀释时，电离程度增大，但c（H＋）减 小，由于水的离子积Kw＝c（H＋）·c（OH－）不变，因此c（OH－）会增 大，A不符合题意；向醋酸溶液中加入少量冰醋酸，醋酸浓度增大，电离平衡 向右移动，但电离程度（电离的醋酸分子占总醋酸分子的比例）会减小，B不 符合题意；CH3COOH是弱酸，pH＝3的醋酸溶液中 mol·L－1，与pH＝11的NaOH溶液等体积混合， CH3COOH过量，溶液呈酸 性，C符合题意；该溶液中c（H＋）＝10－3 mol·L－1，根据Kw＝c（H＋）·c （OH－）可得溶液中c（OH－）＝10－11 mol·L－1，酸溶液中水电离出的c（OH －）等于溶液中的c（OH－），即10－11 mol·L－1，D不符合题意。 知识点（二）　溶液的酸碱性与pH　 1. 溶液的酸碱性 （1）溶液的酸碱性与c（H＋）和c（OH－）的关系 酸性溶液 中性溶液 碱性溶液 c（H＋）与 c（OH－） 的关系 c（H＋）＞ c（OH－） c（H＋）＝ c（OH－） c（H＋）＜ c（OH－） （2）溶液的酸碱性与pH 2. 溶液酸碱性的测定方法 （1）酸碱指示剂法 该方法只能测定溶液的酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值。 （2）利用pH试纸测定 使用pH试纸测pH的正确操作为取一小块pH试纸放置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试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定 后迅速与标准比色卡对照，读出pH。 （3）利用pH计测定 pH计可精确测定试液的pH（读至小数点后2位）。 　　 ｜特别提醒｜ （1）常温下，通过比较pH与7的相对大小可判断溶液的酸碱性，但在不指 明温度的情况下，pH＝7的溶液不一定呈中性。 （2）pH＝－lg c（H＋），这里的c（H＋）指溶液中氢离子浓度，而非由 水电离产生的氢离子浓度。 （3）溶液呈酸性或碱性的本质在于溶液中c（H＋）与c（OH－）的相对 大小，而不在于c（H＋）或c（OH－）的绝对大小。 　　3. 溶液pH的计算 （1）单一溶液pH的计算 溶液类型 相关计算 强酸（HnA） 溶液　　　 设HnA的浓度为c mol·L－1，则c（H＋）＝nc mol·L－1， pH＝－lg c（H＋）＝－lg nc 强碱 [B（OH）n] 溶液 设B（OH）n的浓度为c mol·L－1，则c（OH－）＝nc mol·L－1，c（H＋）＝ ＝ mol·L－1， pH＝－lg c（H＋）＝14＋lg nc （2）混合溶液pH的计算 溶液类型 相关计算 两种强 酸混合 c（H＋）＝ ⇒pH 两种强 碱混合 c（OH－）＝ ⇒c（H＋）＝ ⇒pH 强酸、 强碱混 合 恰好完 全反应 pH＝7（25 ℃） 酸过量 c（H＋）＝ ⇒pH 碱过量 c（OH－）＝ ⇒c（H＋）＝ ⇒pH （3）稀释后溶液的pH计算（25 ℃） 溶液类 型 稀释前溶液pH 加水稀释 稀释后溶液pH 酸 强酸 a 加水稀释到体积为原来的10n倍 a＋n 弱酸 a＜pH＜a＋n 碱 强碱 b b－n 弱碱 b－n＜pH＜b 　　注意：表中a＋n＜7，b－n＞7。 掌握混合型溶液pH（常温下）的计算方法 （1）强酸（pH＝a）与强碱（pH＝b）等体积混合 其依据为 ＝ ＝1014－a－b。 （2）强酸（pH＝a）与强碱（pH＝b）混合后溶液呈中性 依据为10－a·V酸＝10－（14－b）·V碱 ＝10a＋b－14。 　 　[应用体验] 某温度时，测得0.01 mol·L－1NaOH溶液的pH为11，在此温度下，将pH＝ 12的强碱溶液与pH＝1的强酸溶液混合，所得混合溶液的pH＝11，则强碱溶液 与强酸溶液的体积比为（　　）　 A. 1∶9 B. 11∶9 C. 9∶1 D. 9∶11 解析　由某温度时，0.01 mol·L－1氢氧化钠溶液的pH为11可知，水的离子 积常数Kw＝1×10—13，设强碱溶液体积为x、强酸溶液体积为y，由pH为12的 强碱溶液与pH为1的强酸溶液混合所得混合溶液的pH为11可得： ＝ 0.01，解得x∶y＝11∶9。 √ 知识点（三）　酸碱中和滴定　 1. 概念和原理 （1）概念：依据中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱 （或酸）的方法。 （2）原理：中和反应中酸提供的H＋与碱提供的OH－的物质的量相等，即 c（H＋）·V酸＝c（OH－）·V碱，由此可计算c（H＋），也可计算c（OH－）。 2. 主要仪器及使用方法 （1）仪器：酸式滴定管（如图a）、碱式滴定管（如图b）、滴定管夹、铁 架台、烧杯、锥形瓶、洗瓶。 （2）滴定管的结构和精确度：滴定管的“0”刻度线在上方，尖嘴部分无 刻度。读数可以精确到0.01 mL。 　　3. 常用酸碱指示剂及变色范围 指示剂 pH的变色范围 甲基橙 ＜3.1红色 3.1～4.4橙色 ＞4.4黄色 酚酞 ＜8.2无色 8.2～10.0浅红色 ＞10.0红色 4. 实验操作（以用盐酸标准液滴定NaOH溶液为例） （1）滴定前准备 ①检查：使用滴定管前，首先要检查是否漏水。 ②润洗：滴定管加入酸、碱反应液之前，先用蒸馏水洗涤干净，然后分别 用待装液润洗2～3遍。 ③装液：分别将酸、碱反应液加入酸式、碱式滴定管中，使液面位于“0” 刻度以上2～3 mL处。 ④调液：调节活塞或玻璃球，使滴定管尖嘴部分充满反应液，并使液面处 于“0”刻度或“0”刻度以下。 ⑤放液：从碱式滴定管中放出一定量的NaOH溶液于锥形瓶中，并滴入2～ 3滴指示剂（甲基橙或酚酞）。 （2）滴定 （3）终点判断（以酚酞作为指示剂为例）：当滴入最后半滴标准液时，溶 液颜色从粉红色刚好变为无色，且半分钟内不变色，即达到滴定终点。 （4）读数并记录。 5. 数据处理 为减少实验误差，滴定时，要求重复2～3次，求出所用标准溶液体积 的平均值，然后再根据c（H＋）·V酸＝c（OH－）·V碱计算待测液的物质的 量浓度。 6. 酸碱中和滴定曲线 25 ℃时，用0.100 0 mol·L－1 NaOH溶液滴定20.00 mL 0.100 0 mol·L－ 1HCl溶液过程中的pH变化图像如下： 理论上，强酸强碱完全反应时溶液的pH应为7，滴定终点应选用pH＝7时 变色的指示剂；但从实验数据可以看出，开始时由于被中和的酸（或碱）的浓 度较大，加入少量的碱（或酸）对其pH影响不大。上图中，当滴加NaOH溶液 的体积从19.98 mL变为20.02 mL（只滴加1滴）时，pH从4.3 突变至9.7，因此 只要选择变色范围在这一突变范围内的指示剂就不会造成很大的误差。 1. 分析依据 分析误差要根据计算式：c待测＝ ，当用标准液滴定待测液时，c标 准、V待测均为定值，c待测的大小由V标准的大小决定。 酸碱中和滴定误差分析 2. 以用标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例 步骤 操作 c（NaOH） 洗涤 未用标准溶液润洗酸式滴定管 偏高 锥形瓶用待测溶液润洗 偏高 未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管 偏低 锥形瓶洗净后瓶内还残留有少量蒸馏水 无影响 步骤 操作 c（NaOH） 取液 取碱液的滴定管尖嘴部分有气泡且取液结束后气泡消失 偏低 滴定 滴定完毕后立即读数，半分钟后颜色又褪去 偏低 滴定前滴定管尖嘴部分有气泡，滴定后气泡消失 偏高 滴定过程中振荡时有液滴溅出 偏低 滴定过程中，锥形瓶内加少量蒸馏水 无影响 读数 滴定前仰视读数或滴定后俯视读数 偏低 滴定前俯视读数或滴定后仰视读数 偏高 　　[应用体验] （2026·北京高二检测）用0.100 0 mol·L－1 HCl溶液滴定锥形瓶中未知浓度 的NaOH溶液。下列说法不正确的是（　　） A. 滴定管使用前要检查活塞是否漏水 B. 锥形瓶用蒸馏水洗净后直接盛装NaOH溶液 C. 用甲基橙作指示剂，滴定终点时溶液由黄色变为橙色且半分钟内不变色 D. 量取NaOH溶液的滴定管用蒸馏水清洗后未用待测碱液润洗会使测定结果偏高 √ 解析　滴定管使用前必须检查是否漏水，以确保测量的准确性，A正确； 锥形瓶中含少量蒸馏水不影响结果，B正确；甲基橙的变色范围为pH＝3.1（红 色）至4.4（黄色），用HCl溶液滴定NaOH溶液时，终点pH突降至酸性，溶液 由黄色变为橙色（过渡色），且半分钟内不恢复，C正确；未润洗碱式滴定管 （量取NaOH溶液）会稀释NaOH溶液，导致实际量取的NaOH物质的量减少， 所耗HCl溶液体积偏小，会使测定的NaOH溶液浓度偏低，D不正确。 $