2022年高二化学 水的电离和溶液的pH知识精讲 新人教版

2022年高二化学 水的电离和溶液的pH知识精讲 新人教版【本讲教育信息】一. 教学内容：水的电离和溶液的pH 二. 重点、难点1. 从水的电离平衡去理解水的离子积和溶液pH值的含义，掌握溶液pH值跟氢离子浓度和溶液酸碱性的关系。2. 了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值。3. 初步学会计算酸碱的pH值以及氢离子浓度和pH值的互算。4. 通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。三. 知识分析水是不是电解质？只有通过实验才能测定，但是由于纯水不容易得到，对于纯水的导电性无法在现有的条件下进行，好在有精确的实验结果告诉我们，水是一种极弱的电解质， 它能微弱的电离（几乎不导电）。（一）水的电离1. 水是极弱的电解质，发生微弱的（自偶）电离。H2O + H2O=H3O+ + OH简写： H2O=H+ + OH实验测定：25：100：2. 水的离子积（Kw）实验测定：25：（定值）（省去单位）100：影响因素：温度越高，Kw越大，水的电离程度越大。对于中性水，尽管Kw，电离程度增大，但仍是中性水（二）溶液的pH由水的离子积可知，在水溶液中，H+和离子共同存在，无论溶液呈酸性或碱性。由此我们可以进行有关c（H+）、c（）的简单计算。1. 溶液的酸碱性c（）升高， c（H+）下降，水的电离程度降低。c（H+）升高，c（）下降，水的电离程度降低。实验证明：在稀溶液中：Kw = c（H+）c（） 25 Kw=求0.1mol/L醋酸溶液中的c（）？（25）=C酸酸=0.1mol/L1.32%=c（）= = mol/L常温下：中性溶液：c（H+）= c（）=1107mol/L酸性溶液：c（H+）c（），c（H+）1107mol/L， c（）mol/L碱性溶液：c（H+）c（），c（H+）mol/Lc（H+）越大，酸性越强；c（）越大，碱性越强。2. 溶液的pH值（1）概念：pH=（H+） 又pOH=（OH）pH 减小一个单位，c（H+）扩大为原来的10倍。pH增大2个单位，c（H+）减为原来的常温下，中性溶液：c（H+）= c（）=mol/L pH=7 酸性溶液：c（H+）mol/L pH7 pH越小，酸性越强。pH=0，c（H+）= 1mol/L 碱性溶液：c（H+）7 pOH7 pH值越大，碱性越强。pH=14，c（）= 1mol/L（2）pH的范围：014（3）计算： 基本公式 强酸、强碱自相或互相混合（体积变化忽略不计） 酸I+酸II 碱I+碱II = 酸I+碱II酸过量：c（H+）= 碱过量： 完全中和：（4）酸碱稀溶液pH值计算途径（5）酸碱指示剂、pH试纸： 指示剂的变色范围：指示剂发生变化的pH值范围。 常用指示剂的变色范围：甲基橙： 3.1 4.4石蕊： 5 8酚酞： 8.0 10.0 pH试纸使用方法：不润湿。【典型例题】例1 某温度下纯水的，则此时为多少？若温度不变，滴入稀，使，则由水电离产生的为多少？解析：由PH：与Kw的关系可求出，又因为纯水中电离出的，则可直接求出。两种方法对比可知：第一种方法易出现错误，容易将Kw=代入求得。加入后，增大，使的电离平衡向左移动，再次平衡后，因温度未变Kw不变，可代入求解。关键在于Kw的值是否仍为，这也是易错之处。要注意到此问题是在上一问的前题下提出，则“某温度”“”的“纯水”中，应能得出此条件下，Kw。再求，又因水电离的，则。答案：；。例2 求0.001 mol/L NaOH溶液的pH。答案：此溶液的pH为11。解析：解法一：c（H+）=mol/L解法二：例3 求物质的量的浓度为1mol/L的盐酸溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH为6.7。解析：由盐酸电离出的c（H+）=mol/L，由水电离出的c（H+）=mol/L， 例4 物质的量的浓度为0.05mol/L的硫酸溶液的pH是多少？由水电离的氢离子浓度是多大？答案：此溶液的pH为1，水电离的氢离子浓度为11013mol/L。解析：c（H+）=nC=20.05=0.1mol/Lc（H+）水= c（OH）=11013mol/L 例5 取pH为4的盐酸溶液1mL稀释到100mL后，溶液的pH是多少？再冲稀100倍后的溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH为6。此溶液的pH为6.97。解析：因为pH=4，所以c（H+）=mol/L根据溶质守恒： 所以将pH为6的盐酸溶液再冲稀100倍后c（H+）= 例6 0.2mol/L的HCl与0.4mol/L的HCl等体积混合后溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH为0.5。解析：c（H+）混=0.3mol/L例7 将物质的量的浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液20mL与0.2mol/L的盐酸30mL混合后，溶液的pH是多少？答案：此溶液的pH为1.1。解析：NaOH+HCl =NaCl+H2O根据已知条件，可以判断出两种溶液混合后，盐酸过量。反应后，盐酸的浓度为：c（H+）=mol/L例8 下列微粒中，不能促进水电离的是（ ） A. 所有离子中，半径最小的离子。B. 含有的电子数与质子数均与Na+相同，共含有5个原子核的微粒。C. 还原性最弱的非金属阴离子。D. 含2个原子核，10个电子的阴离子。答案：AD解析：选项A中所表示的微粒为H+。由于H+加入水中只能使水的电离平衡逆向移动，从而不能促进水的电离，所以选项A正确。 选项B所表示的是NH4+，NH4+可和水中的结合成弱电解质NH3H2O，从而促进水的电离，所以本题不能选B。选项C所表示的是，也可和水中的H+结合成另一种弱电解质HF，从而促进了水的电离，所以选项C不符合题意。选项D所表示的是，由于加入只能使水的电离平衡逆向移动，从而减弱了水的电离，所以选项D符合题意。例9 25时，某溶液中由水电离出的c（H+）为，则该溶液的pH可能等于（ ）A. 11B. 8 C. 7 D. 3答案：AD解析：溶液中由水电离出的c（H+）为mol/L，该溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。 若溶液为碱性溶液；所以mol/L 若溶液为酸性溶液：c（H+）=mol/L例10 用水将pH=3的CH3COOH稀释一倍后，溶液的pH为（ ）A. 3 B. 3.15 C. 3.3D. 2.7答案：B解析：假设CH3COOH为强酸，稀释一倍后为3.3由于CH3COOH为弱酸，稀释后电离度增大，pH应略小于3.3。因CH3COOH稀溶液稀释后，溶液pH变大，pH应大于3。即3pH3.3。【模拟试题】（答题时间：40分钟）1. 某溶液中水电离出的，则该溶液的可能是（ ） A. 13 B. 1 C. 6 D. 72. 甲、乙、丙三支试管中各加入VmL0.1mol/L的盐酸、硫酸和醋酸，再分别加入，充分反应后，三支试管内溶液的pH可能依次是（ ） 甲 乙 丙A. B. C. D. 3. 已知在稀溶液中，而溶液的。0时，1mol/L的NaOH溶液中，则溶液的是（ ） A. 0 B. 14 C. 15 D. 14. 的强碱溶液与的强酸溶液混合，所得混合溶液的，则强碱和强酸的体积之比是（ ） A. B. C. D. 5. 将PH=2的某酸溶液与PH=12的溶液等体积混合后，所得混合溶液的（ ） A. =7 B. 7 C. 7 D. 76. 向纯水中加入少量的硫酸氢钠（溶解温度不变），则溶液的（ ）A. pH升高 B. 酸性增强 C. 增大 D. 减少7. 将100mL0.001 mol/L的盐酸和的硫酸溶液混合后，所得溶液的为（ ） A. 4.5 B. 2.7 C. 3.3 D. 38. 将的溶液跟1L 0.6mol/L的溶液充分混合并过滤，溶液的（ ）。A. 小于 溶液的B. 等于 溶液的C. 大于 溶液的D. 小于溶液的9. 把80mL氢氧化钠溶液加入到120mL盐酸中，所得溶液的为2。如果混合前氢氧化钠溶液和盐酸的物质的量浓度相同，它们的物质的量浓度为（ ） A. B. C. D. 10. 在室温下，在都等于9的和两种溶液中，由水电离产生的离子浓度分别为与，则和的关系为（ ）A. B. C. D. 11. 酸雨是大量燃烧煤、石油生成硫、氮的氧化物溶于水造成的。某次雨水分析数据如下：、，则此次酸雨的接近于（ ） A. 6.5 B. 5 C. 4 D. 4.512. 水的电离平衡曲线如图所示。（1）若以A点表示25时水的电离平衡的离子浓度，当温度升高到100时，水的电离平衡状态移动到B点，则此时水的离子积从 变化到 。（2）将的溶液与的稀盐酸混合，并保持100的恒温，致使混合溶液的，则和盐酸的体积之比为 。（3）已知的离子积为若某温度下的溶解度为0.74g，设饱和溶液的密度为，其离子积约为 。【试题答案】1. AB提示：水电离出的，若为酸溶液，因，则，PH=1；若为碱溶液，则，PH=13，故选AB。2. BD 提示：物质的量浓度相同的盐酸，硫酸，醋酸，分别与NaOH溶液反应，因提供的不同，酸的强弱不同，当，PH=7时，过量，醋酸为弱酸，一元酸反应后生成水解，溶液。A错，当硫酸溶液PH=7时，盐酸与碱反应后碱余，也同PH，则B正确。当醋酸溶液与碱反应后PH=7，说明略过量，则另两种溶液PH，D正确。3. C4. D 提示：根据，可得，5. C 提示：某酸可能是弱酸，反应后过量，则，若为强酸反应后。6. BD 7. D 提示：因两种酸中PH=3，混合后PH仍为3。8. D提示： 1 3 反应 余 生成 反应后 因存在电离平衡，受的影响，平衡左移，小于，溶液所电离的。9. C10. B提示：溶于水抑制水的电离，当PH=9时，说明水电离出溶于水促进水的电离，PH=9时，说明水电离出，故，且11. C12.（1）； （2） （3）提示：（1）由图可得 （2）因在100，Kw，可计算，则。（3）