第二节水电离及溶液pH学案.doc

第二节 水的电离和溶液的酸碱性1
学习目标：1、了解水的离子积常数（Kw）； 2、理解c(H+) 跟溶液酸碱性的关系；
学习方法：应用所学的电离理论，运用对比的方法学习。
学习重点：水的电离平衡及影响平衡的因素；有关水的离子积的计算。
学习难点：水的离子积，有关pH计算。
在溶液中，酸（或碱）全部或部分以离子形式存在。那么，溶剂水是如何存在的呢？
学习过程：
一、水的电离
1、水的电离
精确的导电性实验表明，纯水大部分以水的 形式存在，但其中也存在着及少量的
和 。这表明水是一种 ，能发生 的电离。并存在着平衡。
水的电离方程式：

或简写为：

与化学平衡一样，当电离达平衡时，电离产物H+和OH- 浓度之积与未电离的水的浓度之比也是一个常数：

和化学平衡常数一样，电离平衡常数只受 影响。
因为水的电离及其微弱，在室温下（ ℃时），1L（ mol）纯水只有 mol H2O电离。电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c (H2O)可以视为常数（ ），这样上式可表示为：

而此时纯水中 c (H+) = mol/L，c (OH-) = mol/L。
2、水的离子积常数（ ）：
①概念：在一定温度时， 的乘积是一个常数，通常我们把它写作KW，KW叫做 ，简称 。

Kw= （表达式），其中25℃时，Kw= （填数值）

分析下表数据，
温度
0℃
20℃
25℃
50℃
100℃
Kw
1.14×10－15
6.81×10－15
1×10－14
5.47×10－14
1×10－12
影响因素：温度 ，Kw ，水的电离程度 。温度一定，Kw 。
由于水的电离为： ，所以任何情况下，水电离的c(H+)水 c(OH－) 水
在纯水中，c(H+)水 、c(OH－) 水就是所谓“溶液”中的c(H+) 和 c(OH－)
在纯水中，250C时，c(H+)= c(OH－) = mol/L Kw = c(H+) · c(OH－)=
1000C时，c(H+)= c(OH－) = mol/L Kw = c(H+) · c(OH－)=
注意：常数KW只受 影响，即在水溶液里，只要 不变，KW总是一个 ，所以说Kw时要强调 ，如果不说 ，则指常温。
1、水的离子积是水电离平衡时的性质，不仅适用于纯水，还适用于 的水溶液（包括 溶液， 溶液和 溶液），在任何情况下，c(H+)或c(OH－)都不会等于零．所以在任何水溶液中H+和OH-总是同时存在，只是相对含量不同而已。且只要 不变，Kw就不变。
2、在不同的溶液中，c(H+)和c(OH－)不一定相等，但任何溶液中由水电离出的，c(H+)和c(OH－)总是
等。
3、Kw= 式中c(H+)和c(OH－)均只表示整个溶液中的c(H+)和c(OH－)的总物质的量浓度，并不仅是指由水电离的H+和OH－。在纯水中H+和OH－是完全由水电离的。因由水电离出c(H+)=c(OH－)
，所以纯水呈中性。但在酸溶液中，溶液中的OH－全部来自 的电离，其浓度必等于水电离出的c(H+)；在碱溶液中，碱溶液中的H+总浓度即是由水电离出c(H+)。
关于水的电离的影响填表
影响
因素
条件改变
平衡
移动
c(H+)水
c(OH－) 水
溶液中
的c(H+)
溶液中
的c(OH-)
c(H+) 与c(OH-)相对大小
溶液的
酸碱性
Kw
温度
升高温度

降低温度

酸、碱
加入酸HCl

加入碱NaOH

加入金属钠

二、影响水的电离的因素
1、温度：升高温度，由于水的电离 热，所以能 水的电离（填“促进”或“抑制”下同），水的电离 移动，c(H+)和c(OH－)同时 ，Kw （填“增大”或“减小”或“不变”下同），但由于c(H+)和c(OH－)始终保持 ，所以溶液仍显 性。
2、加入酸、碱：向纯水中加入酸或碱，会使c(H+)水或c(OH－) 水 ，可以使水的电离平衡向 移动，即 了水的电离（填“促进”或“抑制”下同）。不过，只要温度不变，则Kw （填“增大”或“减小”或“不变”下同）。
3、加入某些盐，促进水的电离，Kw也不变。这点在 第三节 盐的水解 介绍。
4、其它因素：如加入活泼金属，消耗H+，水的电离程度 。
[讨论] c (H+) =1×10-7mol/L的溶液一定呈中性吗？

三、在酸、碱溶液中如何求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度
例1、0.1mol/LHCl中c(H+) 以及由水电离出的c(H+)水 和c(OH－)水 浓度？

第二节 水的电离和溶液的酸碱性2
学习目标：1、了解溶液的酸碱性和pH的关系 2、学会溶液pH的简单计算
学习重点：溶液的酸碱性和pH的关系 学习难点：pH的简单计算
学习过程：
1、纯水中加入盐酸或氢氧化钠后，水的电离平衡如何移动？
2、建立新平衡时溶液中的c(H+) 、c(OH－) 如何变化？
四、溶液的酸碱性与pH
常温时，稀溶液中c(H+) 和c(OH－)的离子积总是 ，知道了c(H+)就可以计算出c(OH－)；反之亦然。
1、溶液的酸碱性与c(H+) 、c(OH－)的关系 （常温时 完成下表）
溶液酸碱性
c(H+)、 C(OH－)的
相对大小关系
C(H＋)的值
pH
c(H+)·C(OH－)
（即 Kw）
中性溶液
c(H+) c(OH－)
c(H+) 1×10－7 mol/L
7

酸性溶液
c(H+) c(OH－)
c(H+) 1×10－7 mol/L
7

碱性溶液
c(H+) c(OH－)
c(H+) 1×10－7 mol/L
7

判据适用条件
无条件的，任何温度
浓度均适用
是有条件的，适用温度为常温
[强调指出]：①任何水溶液中，无论酸性、中性、碱性溶液里，都同时存在着 、 ，既互相依存，又互相制约。常温下，c(H+) 、c(OH－) 的乘积是一个常数（1×10-14）
② 任何电解质溶液中，H+与OH－总是共存，但不能 共存。溶液的酸、碱性主要决定于c(H+)与c(OH－)的 。
[思考1] 某溶液c(H+)>1×10－7mol/L,则该溶液一定显酸性，这句话对不对？
[思考2] 1000C时，KW =1.0×10-12 则酸性溶液中 c(H+) ＞ mol/L
注意：不能用c(H+)等于多少来判断溶液的酸、碱性，只能通过c(H+)、c(OH－)两者的 比较。
初中时我们学习过用pH表示溶液的酸碱性，那么pH与c(H+)又是什么关系呢？

例如：
常温时，c(H+)=1.0×10-7 mol/L，pH= ，溶液呈 性。
c(H+)=1.0×10-5 mol/L，pH= ，溶液呈 性。
c(H+)=1.0×10-9 mol/L，pH= ，溶液呈 性。
【思考】
⑴下列说法是否正确?①pH=6的溶液一定是酸溶液 ②pH=7溶液一定是中性溶液 ③pH越大，酸性越强
⑵不列溶液一定呈中性的是（ ）
A、c(H+)=1.0×10-7 mol/L的溶液 B、c(H+)=c(OH-)的溶液
C、由强酸强碱等物质的量反应得到的溶液 D、非电解质溶于水得到的溶液
⑶相同温度下，pH相同的盐酸、醋酸和硫酸溶液中水的电离程度大小关系如何？
2、溶液的酸性的强弱与酸的强弱
（1）酸的强弱是以 来区分的：即强电解质完全电离的酸是强酸，弱电解质只有部分电离的酸是弱酸；溶液的酸性是由溶液中 决定的， 越 的溶液，酸性越强，反之越弱。
（2）理解以下观点：
① 强酸溶液的酸性 比弱酸溶液的酸性强② 酸性强的溶液 是强酸
③ 酸性相同的溶液，弱酸浓度 ，中和能力
④ 中和能力相同的酸提供H+的物质的量 ，但强酸溶液的酸性 。
【示例】植物适宜生长在中性的土壤中，要测土壤溶液的酸碱度；医生要检测病人的血液，尿液等，要测酸碱度，掌握病人的健康状况；有关部门需要经常测定雨水是否是酸雨；工厂要配制电镀液等都需要了解溶液的酸碱性，经常要用到一些c(H+)很小的溶液，用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。为此，化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。
3、溶液的pH：
（1）定义（表示方法）：pH =
c（H+）
1
10－1
10－2
10－3
10－4
10－5
10－6
10－7
10－8
10－9
10－10
10－11
10－12
10－13
10－14
pH

酸碱性
←　酸性 　←　中性　→　碱性　 →
（2）适应范围： 溶液， 之间。当溶液中c(H+)大于1mol/L或c(OH－)大于1mol/L时直接用相应的离子浓度来表示。
有关溶液的pH的几个注意问题：
①pH是溶液酸碱性的量度(25℃时)。
pH<7 溶液呈 性，pH越小，溶液的酸性越 。
pH=7 溶液呈 性
pH>7 溶液呈 性，pH越大，溶液的碱性越 。
②pH范围在0-14之间。pH=0的溶液并非没有H+，而是c(H+)= mol/L；pH=14的溶液并非没有OH-，而是c(OH－)= mol/L。pH改变一个单位，c(H+)就改变 倍，即pH每增大一个单位，c(H+)就减小到原来的 ；pH每减小一个单位，c(H+)就增大到原来的 倍。
③当c(H+)>1mol/L时，pH为 数，当c(OH－)>1mol/L时，pH 14。对于c(H+)或c(OH－)大于1mol/L的溶液，用pH表示反而不方便，所以pH仅适用于c(H+)或c(OH－) 1mol/L的稀溶液。
④也可用pOH来表示溶液的酸碱性，pOH=-lg{ c(OH－)}，因为c(H+)·c(OH－)=10-14，若两边均取负对数，得pH + pOH = 。
（3）pH的测定方法
① pH试纸： 测定溶液的pH 广泛试纸识别差值为1
pH试纸的使用方法：洁净的 玻璃棒直接蘸取少许待测液，滴在pH试纸上（注意不能将pH试纸先用 ，因为这样做，实际上已将溶液稀释，导致所测定的pH不准确）将pH试纸显示的颜色随即（ 分钟内）与 对照，确定溶液的pH（因为时间长了，试纸所显示的颜色会改变，致使测得的pH不准。）
问：若将pH试纸用蒸馏水湿润后进行测定待测液，测定结果与实际值的偏差是： 。
② pH计： 测定溶液的pH
巩固练习1、10-5 mol/L、0.10 mol/L、1.0 mol/L的盐酸溶液的pH分别是多少？
2、10-5 mol/L、0.10 mol/L、0.5 mol/L的Ba(OH)2溶液的pH分别是多少？
3、常温下，某溶液由水电离出c(OH-)=1.0×10-13mol/L，对该溶液叙述正确的是（ ）
A、溶液一定显酸性 B、溶液一定显碱性 C、溶液一定不显中性 D、溶液可能是pH=13的溶液
4、求10ml的0.5 mol/L的H2SO4的pH. 如果将溶液稀释至10倍、100倍，求溶液的pH.
★5、计算0﹒01mol/LNaOH溶液、0.01 mol/L的H2SO4溶液的pH. 如果将它们等体积混合，确定溶液的酸碱性，并计算混合液的pH.
第二节 水的电离和溶液的pH 第一课时 作业

一、选择题
1．在某温度纯水中，要使水的电离程度及c（OH-）都增大，可采取的措施是【 】
A．加入少量NaOH B．通入少量HCl C．加入少量NaCl
D．加入少量Na2CO3（可跟水电离产生的H+结合生成NaHCO3）
2．在RNH2·H2ORNH3++OH-的平衡中，要使RNH2·H2O的电离程度及c（OH-）都增大，可采取的措施是【 】
A．升温 B．通入少量HBr C．加入少量KCl D．加入少KOH
3．室温下，在0.01mol/L的NaOH溶液中，由水电离出来的c(OH-)为【 】
A．1.0×10-7 mol·L-1 B．1.0×10-6 mol·L-1 C．1.0×10-2 mol·L-1 D．1.0×10-12 mol·L-1
4．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前者和后者的关系是【 】
A．前者大 B．相等 C．前者小 D．不能肯定
5．在25℃时的纯水和0.1mol/L的稀盐酸中水的离子积KW，前者和后者的关系是【 】
A．前者大 B．相等 C．前者小 D．不能肯定
6．给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中正确的是【 】
A．c（H+ ）·c（OH）乘积不变 B．pH增大了
C．c（H+ ）降低了 D．水电离出的c（H+ ）增加了
7．某酸溶液的c（H+ ）=10-2mol/L，则该酸溶液的物质的量浓度为【 】。
A．一定大于0.01 mol·L-1 B．一定等于0.01 mol·L-1 C．一定小于0.01 mol·L-1 D．以上说法均欠妥
8．与纯水的电离相似，液氨中存在微弱的电离：2NH3NH4++ NH2-。据此判断以下叙述中错误的是【 】
A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等粒子
B．一定温度下液氨中c（NH4+）·c（NH2-）是一个常数
C．液氨中的电离达到平衡时c（NH3）=c（NH4+）=c（NH2-）
D．只要不加入其它物质，液氨中c（NH4+）=c（NH2-）
9．能影响水的电离平衡并使溶液中的c（H+ ）> c(OH-)的操作是【 】
A．向水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸
C．向水中通入CO2气体 D．向水中加入少量食盐晶体
10．在某温度时，测得纯水的c(H+)=2.4×10-7mol·L-1，则c(OH-)为【 】
A． mol·L-1 B．0.1×10-7 mol·L-1
C． 2.4×10-7 mol·L-1 D．c(OH-)无法确定
11．向纯水中加入少量硫酸氢钠溶液（温度不变），则溶液中的（ ）
A．酸性增强 B．Kw增大 C．c（OH—）增大 D．c（H+）减小
12、常温下，某溶液中由水电离产生的c（H+）=10-10mol/L,该溶液中的溶质不可能是　　　　　　　
A.NaCl　　　　　B.NH3　　　　　　C.NaOH　　　　　　D.HCl
13、水是一种极弱的电解质，在室温下,平均每n个分子只有1个分子发生电离，则n值是：
A、10-14 B、55.6×107
C、107 D、55.6
二、填空题
14．今有a·盐酸 b·硫酸 c·醋酸三种酸：
（1）在同体积，同c（H+）的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末， 在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（2）在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（3）物质的量浓度均为0.1 mol·L-1的三种酸溶液的c（H+）由小到大的顺序是___________；如果取等体积的0.1 mol·L-1的三种酸溶液，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是______________（以上均用酸的序号填写）。
15．某温度（t℃）时，测得0.01mol/LNaOH溶液中c（H+）=1.0×10-10mol·L-1，则该温度下水的
KW=
16．某温度下纯水的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1，则此时c(OH一)= 。若温度不变，向水中滴入稀H2SO4，使c(H+)=5×10-4 mol·L-1，则由水电离产生的c(H+)= 。

三、计算题
17．现有10mL的0.01mol/LHCl若分别加水稀释①102倍 ②103倍 ③108 倍求稀释后溶液中的c(H+)（溶液为25℃）。

18． 将1ml、0.005mol/LBa(OH)2溶液加水分别稀释到102 ml、104 ml、106ml；稀释后溶液的c(OH－)？

19、25℃时，0.01mol/LH2SO4的水溶液中c(OH－) 以及水电离出的c(H+) 和c(OH－) 浓度？

20、25℃时，0.01mol/LNaCl的水溶液中c(OH－) 以及水电离出的c(H+) 和c(OH－) 浓度？

第二节水的电离和溶液的pH 第二课时 作业
一、选择题
1．常温下，在0.1 mol·L—1CH3COOH溶液中，水的离子积是( )
A．1×10—14 B．1×10—13 C．1．32×10—14 D． 1．32×10—l5
2，能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H+)>c(OH—)的操作是( )
A．向水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸
C．向水中通人二氧化碳气体 D．向水中加食盐晶体
3．在100℃时，水的离子积为1×10—12，若该温度下某溶液中的H+浓度为1×10—7mol·L—1，则该溶液( )
A．呈碱性 B．呈酸性 C．呈中性 D．c(OH—)＝100c(H+)
4．0.01 mol·L—1NaOH溶液中的c(H+)是0.0005mol·L—1Ba(OH)2溶液中c(H+)的( )
A．10倍 B．20倍 C．1/10倍 D．1/20倍
5．下列酸溶液的pH相同时，其物质的量浓度最小的是( )
A．H2SO3 B．H2SO4 C．CH3COOH D．HNO3
6．将pH＝6的CH3COOH溶液加水稀释1000倍后，溶液中的( )
A．pH＝9 B．c(OH—)≈10—5mol·L—1 C．pH≈7 D．c(OH—)≈10—7mol·L—1
7．在pH＝1的硫酸溶液中，由水电离出的H+的浓度为( )
A．0 B．0.1 mol·L—1 C．10—7 mol·L—1 D．10—13 mol·L—1
8．下列各碱溶液，当其pH相同时，物质的量浓度最大的是( )
A．KOH B．NH3·H2O C．Ba(OH)2 D．NaOH
9．体积相同，pH也相同的HCl、HNO3、CH3COOH分别与足量的NaHCO3反应，产生CO2的体积( )
A．同样多 B．HCl最多 C．HCl、HNO3一样多 D．CH3COOH最多
10．下列说法中正确的是( )
A．100 mL pH＝3的盐酸和醋酸溶液，与足量锌反应时，起始时二者产生氢气的速率基本相等
B．100 mL 1 mol·L—1的盐酸和50 mL 2 mol·L—1的盐酸分别与足量的锌反应，两者放出氢气的速率和质量均相等
C．100 mLpH＝3的盐酸和醋酸溶液，与足量锌反应后，所得氢气的质量相等
D．100mL 0．1 mol·L—1的硫酸和盐酸溶液，与足量锌反应后，前者放出氢气的质量是后者放出氢气质量的2倍。
11．把pH=3的H2SO4溶液和pH＝10的NaOH溶液混合，两者恰好中和，则两种溶液的体积比应是( )
A．10∶1 B．1∶10 C．1∶100 D．1∶2
12．向100mlpH＝1的H2SO4溶液中，滴加0.01 mol·L—1的NaOH溶液，当所得混合液的pH为2时，加入NaOH溶液的体积是( )
A．10 mL B．90 mL C．100 mL D．450 mL
13．下列试纸使用中，在测溶液的性质时，预先不能用蒸馏水润湿的是( )
A．蓝色石蕊试纸 B．红色石蕊试纸 C．KI淀粉试纸 D．pH试纸
14．下列各组溶液充分混合后，混合液的pH一定大于7的是( )
A．pH＝3的醋酸与pH＝11的NaOH等体积混合 B．pH＝2的盐酸与pH＝12的Ba(OH)2等体积混合
C．0．1 mol·L—1的酸性溶液与0．2 mol·L—1的碱性溶液等体积混合
D．pH＝9的溶液稀释1000倍
15、向纯水中加入少量NaHSO4固体，当温度不变时，该溶液的（ ）
A.pH升高 B.pH降低 C.H3O+和OH- 的乘积增大 D.水的电离度增大
16．下列四种溶液：①pH=0的盐酸 ②0.1mol/L的盐酸 ③0.01mol/L的NaOH溶液 ④pH=11的NaOH溶液，由水电离生成的氢离子浓度之比是
A、1：10：100：1000　 B、0：1：12：11 C、14：13：12：11　 D、14：13：2：3
17 0.01mol/L的NaOH溶液中的C(H+)是0.0005mol/L的Ba(OH)2溶液中C(H+)的（ ）
A、10倍 B、20倍 C、倍 D、倍
18． 100℃时（Kw=1×10-12）对纯水的叙述正确的是（ ）
A、pH=6显弱酸性　B、c(H+)=10-6mol/L溶液为中性
C、Kw是常温时的10-2倍　　 D、温度不变冲稀10倍pH=7
19、在pH=1的硫酸溶液中，由水电离出的H+的浓度为（ ）
A、0 B、0.1mol/L C、10-7mol/L D、10-13mol/L
20、在25℃时，pH=0的溶液中，下列说法正确的是（ ）
A、C(H+)=0 B、C(H+)<C(OH-)
C、C(H+)·C(OH-)=10-14 D、C(H+)>C(OH-)
21、中和10mL 1.0mol/L的HCl溶液，需要消耗相同体积的NaOH溶液或氨水，则NaOH溶液和氨水的（ ）
A、pH相同 B、电离程度相同
C、物质的量浓度相同 D、溶质的质量相等
22、常温下某溶液中OH的浓度是H+浓度的10000倍，该溶液的pH为（ ）
A、5 B、8 C、9 D、13
二、填空题
23、温度为99℃时，Kw=1×10—12。在该温度下，将100mL0.001mol/L的NaOH溶液加水稀释至1L，则溶液的pH为_________；若加水稀释至1000L，则溶液的pH为________。
24 pH＝5 的H2SO4溶液加水稀释1000倍，溶液中H+ 与SO42-的比为___ _____。
25、将pH=3的某一元弱酸溶液冲稀10倍时，溶液的pH范围是 。
26、在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是 。
27、某地酸雨经检验除H+和OH-外，还含有Na+、Cl-、NH4+和SO42-等离子，其浓度：C(Na+)=7.0×10-6mol/L，C(Cl-)=3.5×10-5mol/L，C(NH4+)=2.3×10-5mol/L，C(SO42-)=2.5×10-6mol/L，则该酸雨的pH为 。
28．在25℃时，有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液，取VaL该盐酸溶液用该NaOH溶液中和，需VbLNaOH溶液，问：
(1)若a+b＝14，则Va／Vb= 。
(2)若a+b＝13，则Va／Vb＝ 。
(3)若a+b>14，则Va／Vb＝ ，且Va Vb (填“>”“<”“＝”)
三、在酸、碱溶液中如何求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度
例1、0.1mol/LHCl中c(H+) 以及由水电离出的c(H+)水 和c(OH－)水 浓度？
1． 0.1 mol·L－1的NaOH溶液中，c(OH－)= c(H+)= ；由水电离出的c(OH－)水= c(H+)水=
2． 0.1 mol·L－1的H2SO4溶液中，c(H+)= c(OH－)= ；由水电离出的c(OH－)水= c(H+)水=
结论：水中加酸或碱均 水的电离，但由水电离出的c(H+)与c(OH－)总是 等。
1、25℃时，求0.01 mol/LNaOH溶液中c(OH－) 以及水电离出的c(H+) 和c(OH－) 浓度？
2、25℃时，求0.01 mol/LHCl溶液中c(OH－) 以及水电离出的c(H+) 浓度和c(OH－)浓度？

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