高中化学 第三章 第二节 水的电离溶液的酸碱性（第1课时）学案 新人教版选修4

第二节 水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离溶液的酸碱性1.掌握水的离子积Kw和pH的概念。2.掌握酸、碱对水的电离的影响。3掌握溶液酸碱性的特征与pH的关系。知识点一水的电离阅读教材P45P46，思考并填空。1水的电离水是一种极弱的电解质，电离方程式为H2OH2OH3OOH，简写为H2OHOH，水的电离常数K电离。2水的离子积常数(1)推导由精确的实验可知，25 时1 L纯水(55.6 mol)只有1107 mol H2O电离，则c(H2O)几乎不变，可视为常数，又因为K电离为常数，所以c(H)c(OH)K电离c(H2O)为一常数，记为Kw。(2)表达式Kwc(H)c(OH)。25 时，Kw1.01014。(3)影响因素水的离子积Kw只受温度的影响，温度升高，Kw增大。(4)适用范围Kw不仅适用于纯水，还适用于稀的电解质水溶液。1判断正误(1)水是电解质，所以纯水能导电。()(2)盐酸中无OH，只有H和Cl以及水分子。()(3)加热，水的电离程度增大，但Kw不变。()答案：(1)(2)(3)2某温度下，测得纯水中的c(H)2107 mol/L，则c(OH)为()A2107 mol/LB0.1107 mol/LC0.5107 mol/LD无法确定解析：选A。只要是纯水，由水电离出来的氢离子浓度就等于由水电离出来的氢氧根离子浓度。本题易错用常温下水的离子积常数来计算，从而得出错误结论，所以在用水的离子积常数解题时要特别注意温度。1影响水的电离平衡的因素 水的电离平衡：H2OHOHH0影响因素移动方向c(H)c(OH)Kw升温向右移动增大增大增大加酸向左移动增大减小不变加碱向左移动减小增大不变加活泼金属(如Na)向右移动减小增大不变向水中加入酸时，不是中和OH促进水的电离，而是增大了H的浓度抑制水的电离，原因是水中的OH的浓度非常小；同样，加入碱时，是增大了OH的浓度而抑制水的电离。2水的离子积常数及应用时的注意事项(1)水的离子积Kw与温度有关，温度越高，Kw越大，所以，使用水的离子积时，必须指明温度，如不指明，则认为是25 。(2)水既可以看作一元弱酸，也可看作一元弱碱。当向水中加入酸时，由于c(H)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H)1107 mol/Lc(OH)；当向水中加入碱时，c(OH)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H)1107 mol/L0，下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，c(H)不变解析：选B。向水中加入稀氨水，c(OH)增大，平衡逆向移动，c(H)减小，A项不正确；向水中加入少量固体NaHSO4：NaHSO4=NaHSO，c(H)增大，但Kw不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH)减小，c(H)增大，C项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c(H)、c(OH)均增大，Kw增大，D项不正确。2(2016苏州质检)下列操作会促进H2O的电离，且使溶液pH7的是()A将纯水加热到90 B向水中加少量NaOH溶液C向水中加少量Na2CO3溶液D向水中加少量FeCl3溶液解析：选C。将纯水加热到90 ，水的电离程度增大，c(H)c(OH)107 molL1，pH7，但水的电离平衡向逆方向移动，即水的电离受到抑制，B错；向水中加少量Na2CO3溶液，CO与H结合，水中c(H)减小，水的电离平衡向正方向移动，水中c(OH)增大，c(OH)c(H)，pH7，C对；向水中加少量FeCl3溶液，Fe3与OH结合为弱电解质Fe(OH)3，水中c(OH)减小，水的电离平衡向正方向移动，c(H)增大，c(H)c(OH)，pH7，D错。水电离出c(H)和c(OH)的计算3常温下，0.1 mol/L的NaOH溶液中由水电离的OH的物质的量浓度为()A0.1 mol/L B1.01013 mol/LC1.0107 mol/L D无法确定解析：选B。NaOH为强碱，在水溶液中完全电离为Na和OH，水电离出的OH很少，可以忽略不计，所以0.1 mol/L的NaOH溶液中c(OH)0.1 mol/L，则由水电离出的OH的物质的量浓度c(H)1.01013(mol/L)。4常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为()1 mol/L的盐酸0.1 mol/L的盐酸0.01 mol/L的NaOHA110100 B0112C141312 D14132解析：选A。1 mol/L盐酸中，c(H)1 mol/L，由水电离出的c水(H)1014 mol/L，0.1 mol/L盐酸中，c(H)0.1 mol/L，由水电离出的c水(H)1013 mol/L，0.01 mol/L NaOH溶液中，c(OH)0.01 mol/L，由水电离出的c水(H)1012 mol/L，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为101410131012110100。知识点二溶液的酸碱性与pH阅读教材P46P47，思考并填空。1溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系c(H)与c(OH)的关系c(H)的范围(25 )中性溶液c(OH)c(H)c(H)1.0107 mol/L酸性溶液c(OH)1.0107 mol/L碱性溶液c(OH)c(H)c(H)1.0107 mol/L2.溶液的酸碱性与pH(1)pH定义：c(H)的负对数，即pHlg_c(H)。意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。适用范围：c(H)7的溶液一定呈碱性。()(2)溶液的酸性越强，pH越小，溶液的碱性越强，pH越大。()答案：(1)(2)溶液酸碱性的判断(1)c(H)c(OH)，溶液呈酸性，且c(H)越大，酸性越强；c(H)c(OH)，溶液呈中性；c(H)c(OH)大于107 mol/L小于107 mol/L碱性溶液c(H)c(OH)小于107 mol/L大于107 mol/L下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是()A溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强BpH7的溶液可能呈酸性C当溶液中的c(H)或c(OH)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便D把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH解析A项，因pHlg c(H)，所以pH越小，c(H)越大，酸性越强；pH越大，c(H)越小，则c(OH)越大，碱性越强，A项正确；B项，在常温下，pH7的溶液呈酸性，B项正确；C项，当c(H)或c(OH)小于1 mol/L时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C项正确；D项，用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入溶液中测pH，正确的做法为取一片pH试纸，放在洁净的表面皿上或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读取数据，D项错误。答案D(1)室温下，溶液的酸碱性与pH有何关系？(2)100 时(Kw11012)，溶液的酸碱性与pH有何关系？答案：(1)酸性溶液：pH7；中性溶液：pH7；碱性溶液：pH7。(2)酸性溶液：pH6；中性溶液：pH6；碱性溶液：pH6。溶液酸碱性的判断依据 溶液的酸碱性与pH1下列溶液一定显酸性的是()A含H的溶液Bc(OH)c(H)的溶液CpH6的溶液D能与金属Al反应放出H2的溶液解析：选B。在任何物质的稀溶液中都含H，所以含有H的溶液不一定显酸性，A项错误。在任何物质的稀溶液中都存在水的电离平衡：H2OHOH，当c(OH)c(H)时溶液显中性，当c(OH)c(H)时溶液显碱性，B项正确。在100 下的纯水中，c(OH)c(H)11012，c(OH)c(H)1106 mol/L，pH6，由于水的电离是个吸热过程，若升高温度促进水的电离，水的pH6，故pH6的溶液不一定是酸性溶液，C项错误。Al既能与酸反应放出H2，也能与碱反应放出H2，所以能与金属Al反应放出H2的溶液不一定是酸性溶液，D项错误。2下列溶液一定呈酸性的是()Ac(H)106 mol/L的溶液BpHc(OH)的溶液D使紫色石蕊试液呈蓝色的溶液解析：选C。酸性溶液是指c(H)c(OH)的溶液；紫色石蕊试液呈蓝色，说明溶液中c(H)c(OH)；由于未指明温度，不能依据c(H)106 mol/L或pHc(OH)的操作是()将水加热向水中投入一小块金属钠向水中通CO2向水中加NaHSO4固体ABC D解析：选D。将水加热，促进电离，c(H)c(OH)；向水中投入一小块金属钠，c(H)c(OH)。4下列说法正确的是()A强碱的水溶液中不存在HBpH0的溶液是酸性最强的溶液C在温度不变时，水溶液中c(H)和c(OH)不能同时增大D某温度下，纯水中c(H)2107 molL1，其呈酸性解析：选C。在所有水溶液中均存在H和OH，故A错；pH0的溶液中c(H)1.0 molL1，并不是酸性最强的溶液，故B错；温度一定时，c(H)c(OH)是一个定值，故二者不能同时增大，故C对；纯水中，c(H)c(OH)，呈中性，故D错。5(2016衡水联考)用pH试纸测定溶液pH的正确操作是()A将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照C将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D将一小条试纸用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照解析：选A。pH试纸的正确使用方法是把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡对照来确定溶液的pH。625 时，在0.01 molL1的硫酸溶液中，水电离出的H浓度是()A51013molL1 B0.02 molL1C1107molL1 D11012molL1解析：选A。H2SO4电离出的c(H)0.02 molL1，由Kw1.01014可知c(OH)51013 molL1，OH是由水电离产生的，则水电离产生的c(H)c(OH)51013molL1。7室温下，若溶液中由水电离产生的c(OH)11014 molL1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是()AAl3、Na、NO、ClBK、Na、Cl、NOCK、Na、Cl、AlODK、NH、SO、NO解析：选B。溶液中由水电离产生的c(OH)11014 molL1，溶液的pH为0或14，在这两种情况下均存在的离子组则一定可以大量共存，在A选项中Al3与OH不共存；在C选项中AlO与H不共存；在D选项中NH与OH不共存；所以一定能够共存的离子组为B选项。825 的下列溶液中，碱性最强的是()Ac(OH)103 molL1的溶液Bc(OH)0.01 molL1的溶液C1 L溶液中含有4 g NaOH的溶液Dc(H)11010 molL1的溶液解析：选C。C项中c(OH)0.1 molL1，D项中c(OH) molL1104 molL1，溶液中c(OH)越大，其碱性越强。9某温度下，纯水中c(H)2107 molL1，则该温度下的Kw_；如温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5.0106 molL1，则c(OH)为_molL1。解析：因纯水中水电离出的c(H)与c(OH)总是相等，则c(OH)2.0107 molL1，该温度下的Kwc(H)c(OH)(2.0107)24.01014。温度不变，滴入稀盐酸使c(H)5.0106 molL1，则c(OH)Kw/c(H)4.010145.01068.0109(molL1)。答案：4.010148.010910(1)25 ，10 L水中含有OH的物质的量为_ mol，含H个数为_(阿伏加德罗常数为NA)。(2)25 时1 g水中含H的个数为_。(3)室温下，1 mol水中含OH的物质的量为_mol。答案：(1)106106NA(2)1010NA(3)1.8109能力提升11在相同温度下，0.01 molL1的NaOH溶液和0.01 molL1的盐酸相比，下列说法正确的是()A由水电离出的c(H)相等B由水电离出的c(H)都是1.01012 molL1C由水电离出的c(OH)都是0.01 molL1D两者都促进了水的电离解析：选A。二者均抑制水的电离，且抑制程度相同。由于温度不确定，故不能确定Kw的值。12下列说法正确的是()ApH5的溶液一定是酸性溶液B室温时，pH5的溶液和pH3的溶液相比，前者c(OH)是后者的100倍C室温下，每1107个水分子中只有1个水分子发生电离DHCl溶液中无OH，NaOH溶液中无H，NaCl溶液中既无OH也无H解析：选B。用pH表示溶液的酸碱性必须指明温度，pH5的溶液也可能是碱性或中性溶液，A项错误；pH5的溶液与pH3的溶液相比较，前者c(H)是后者的1/100，根据Kwc(H)c(OH)可知，前者c(OH)是后者的100倍，B项正确；室温下，水中c(H)1107 mol/L，可理解为每升水中有1107 mol发生电离，1 L水的物质的量为55.6 mol，即每55.6107个水分子中有1个水分子发生电离，C项错误；由于水的电离，水溶液中同时存在OH和H，D项错误。13为更合理地表示溶液的酸碱性，科学家提出“酸度”(用AG表示)概念，AGlg c(H)/c(OH)。下列叙述中正确的是()A任何温度下，纯水的AG等于0B溶液的AG越小，酸性越强C常温下，0.1 molL1盐酸的AG13D25 时，某溶液的AG10，其pH10解析：选A。任何温度下，纯水中c(H)c(OH)，故AG0；酸性越强，H浓度越大，OH浓度越小，AG越大；0.1 molL1盐酸中，c(OH)1013 molL1，AG12；AG10，即lg c(H)/c(OH)10，c(OH)1010c(H)，由c(H)c(OH)1014得，c(H)1012 molL1，pH12。14在某温度下的水溶液中，c(H)10x mol/L，c(OH)10y mol/L，x与y的关系如图所示：(1)该温度下，水的离子积为_。(2)该温度下，0.01 mol/L NaOH溶液中c(H)为_。解析：(1)选取图像中的一点，如当x5时，y10，故水的Kw10510101015。(2)0.01 mol/L NaOH溶液中，c(OH)102 mol/L，故c(H)1013(mol/L)。答案：(1)1015(2)1013 mol/L15已知水在25 和100 时，电离平衡曲线如图所示：(1)25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)，请说明理由：_。(2)下列措施能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H)c(OH)的是_。A向纯水中投入少量Na2O2B将水加热煮沸C向水中通入SO2D向水中加入NaCl解析：(1)水的电离是吸热过程，当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中c(H)、c(OH)都增大，结合图像中A、B曲线变化情况及c(H)、c(OH)可以判断 25 时水的电离平衡曲线应为A。(2)影响水电离平衡的因素很多。A项生成NaOH，使c(OH)c(H)；B项可促进水的电离，但c(H)c(OH)；C项SO2可与水反应生成H2SO3，抑制水的电离，但H2SO3HHSO，使c(H)c(OH)；D项对水的电离无影响。答案：(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小(2)C