新教材2023年高中化學(xué)第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第二節(jié)水的電離和溶液的pH第1課時水的電離溶液的酸堿性與pH課件新人教版選擇性必修1

第1課時水的電離溶液的酸堿性與pH目標(biāo)素養(yǎng)1.認(rèn)識水存在電離平衡,了解其影響因素。2.了解水的離子積常數(shù),并能運用其進(jìn)行簡單計算。3.認(rèn)識溶液的酸堿性及pH。能進(jìn)行溶液pH的簡單計算,掌握測定溶液pH的方法及調(diào)控溶液的酸堿性的方法。能選擇實例說明溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究中的重要作用。4.掌握酸堿中和滴定的原理、操作方法和滴定誤差分析。知識概覽一、水的電離

2.四個特點:3.水的離子積常數(shù)。(1)含義:當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時,電離產(chǎn)物H+和OH-濃度之積是一個常數(shù),稱為水的離子積常數(shù),簡稱水的離子積,用KW表示。(2)表達(dá)式:KW=

c(H+)·c(OH-)

。

(3)影響因素:KW只受溫度影響,由于水的電離是

吸熱

過程,溫度升高,KW

增大

。在常溫下,一般可以認(rèn)為KW=

1×10-14

。

(4)適用范圍:KW適用于純水及稀的電解質(zhì)水溶液。微思考1常溫下向純水中通入少量HCl或加入少量固體NaOH或加入少量固體NaCl所得的溶液中,水的離子積常數(shù)KW有變化嗎?提示:不變。KW是純水或水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘積,KW大小只與溫度有關(guān),常溫下為1×10-14,故在常溫下向純水中加入這些溶質(zhì)所得的溶液中KW不變。微判斷

(1)由于水是由水分子構(gòu)成的,所以水中不存在離子。(

)(2)水中加入酸或堿,水的電離受到抑制,KW變小。(

)(3)常溫下水的離子積KW=1×10-14,35

℃時水的離子積KW=2.1×10-14,則35

℃時水中的c(H+)>c(OH-)。(

)(4)某溫度下,純水中c(H+)=5×10-7mol·L-1,則c(OH-)=2×10-8

mol·L-1。(

)××××二、溶液的酸堿性與pH1.溶液酸堿性的判斷標(biāo)準(zhǔn)是c(H+)與c(OH-)的相對大小。常溫下,中性溶液:c(H+)

=

c(OH-)=

1.0×10-7

mol·L-1;

酸性溶液:c(H+)

>

c(OH-),c(H+)

>

1.0×10-7mol·L-1,且c(H+)越大,酸性越

強(qiáng)

;

堿性溶液:c(H+)

<

c(OH-),c(H+)

<

1.0×10-7mol·L-1,且c(OH-)越大,堿性越

強(qiáng)

。

2.溶液酸堿性的表示方法。(1)當(dāng)c(H+)或c(OH-)大于或等于1mol·L-1時,通常用

c(H+)或c(OH-)

直接表示。

(2)當(dāng)c(H+)或c(OH-)小于1mol·L-1時,通常用

pH

表示。

3.溶液的pH。(1)表達(dá)式:pH=

-lg

c(H+)

。

如c(H+)=1.0×10-5mol·L-1的酸性溶液,pH=5。(2)意義:pH越大,溶液堿性越

強(qiáng)

;pH越小,溶液酸性越

強(qiáng)

。

(3)溶液的酸堿性與pH的關(guān)系(常溫下)。

4.測定溶液pH的方法。(1)pH試紙法。取一小片pH試紙放在玻璃片上,

用玻璃棒蘸取待測液少許,點在pH試紙上,將試紙顯示的顏色與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照,讀出溶液的pH

。最常用的廣泛pH試紙測得溶液的pH范圍是

1~14

,且都是

整數(shù)

值。

(2)pH計法?？删軠y量溶液的pH,量程0~14,可精確到0.01。微思考2用pH試紙測定溶液的pH,若將pH試紙潤濕,所測pH一定會有誤差嗎?提示:不一定。若待測溶液為中性,則測得的pH無誤差。微訓(xùn)練1.下列關(guān)于溶液的酸堿性的說法中,正確的是(

)。

A.pH=7的溶液是中性B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7

mol·L-1C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性D.在100

℃時,純水的pH<7,因此顯酸性答案:C2.將純水加熱至較高溫度,下列敘述正確的是(

)。A.水的離子積變大、pH變小、呈酸性B.水的離子積不變、pH不變、呈中性C.水的離子積變小、pH變大、呈堿性D.水的離子積變大、pH變小、呈中性答案:D解析:H2O的電離為吸熱過程,將純水加熱至較高溫度,水的電離平衡正向移動,c(H+)、c(OH-)增大,則水的離子積KW=c(H+)·c(OH-)增大,pH=-lg

c(H+),pH減小,而c(H+)=c(OH-),仍呈中性。3.某溫度下,純水中的c(H+)=5.0×10-7

mol·L-1,此時c(OH-)=

mol·L-1,這種水顯

(填“酸”“堿”或“中”)性,其理由是

;若溫度不變,向水中滴入稀鹽酸,用pH試紙測得溶液的pH=3,則溶液中c(OH-)=

mol·L-1。

答案:5.0×10-7中c(H+)=c(OH-)2.5×10-104.常溫下,0.1mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=

,c(H+)=

,(OH-)=

。

答案:0.1mol·L-1

1×10-13

mol·L-11×10-13mol·L-1一、影響水的電離平衡的因素重難歸納影響水的電離平衡的因素。H2OH++OH-

ΔH>0條件變化移動方向c(H+)c(OH-)KW升高溫度向右移動增大增大增大加酸向左移動增大減小不變加堿向左移動減小增大不變加活潑金屬,如Na向右移動減小增大不變(1)不同的溶液中,c(H+)與c(OH-)不一定相等,但由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH-)一定相等。(2)在純水中加酸或加堿,都會抑制水的電離。判斷溶液中水的電離程度時,酸溶液看c(OH-),堿溶液看c(H+),常溫下酸溶液中的c(OH-)和堿溶液中的c(H+)都小于1.0×10-7mol·L-1。(3)任何稀的電解質(zhì)水溶液中都有關(guān)系c(H+)·c(OH-)=KW,常溫下KW=1.0×10-14。保持溫度不變,改變其他條件使c(H+)增大時,c(OH-)必然減小,但不會變?yōu)?。我們知道,水是由水分子構(gòu)成的,一般情況下,純水不導(dǎo)電。用精密的儀器測定純水的導(dǎo)電性,發(fā)現(xiàn)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明純水中存在濃度極小的離子,純水能發(fā)生微弱的電離。水電離程度的大小與溫度有關(guān)。在水中加入酸、堿或其他物質(zhì)也會影響水的電離程度。1.與純水相比,稀鹽酸和稀NaOH溶液中,水的電離程度發(fā)生了怎樣的變化?提示:稀鹽酸和稀NaOH溶液中,增大了c(H+)或c(OH-),對水的電離起抑制作用。2.KW=c(H+)·c(OH-)中的c(H+)和c(OH-)一定是水電離出的c(H+)和c(OH-)嗎?提示:不是。表達(dá)式中的c(H+)和c(OH-)均表示整個溶液中的c(H+)和c(OH-)。典例剖析下列操作中,能使電離平衡H2OH++OH-向右移動且溶液呈堿性的是(

)。A.向水中加入NaHSO4B.向水中加入少量金屬鈉C.向水中加入NaOHD.將水降溫到10℃,使pH>7答案:B解析:向水中加入NaHSO4,溶液中c(H+)增大,水的電離平衡向左移動,A項錯誤;向水中加入少量金屬鈉,消耗水電離產(chǎn)生的H+,使水的電離平衡向右移動,c(OH-)增大,溶液呈堿性,B項正確;向水中加入NaOH,溶液中c(OH-)增大,水的電離平衡向左移動,C項錯誤;將水降溫到10

℃,使pH>7,仍然有c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,D項錯誤。學(xué)以致用1.一定溫度下,測得純水中c(OH-)=2.5×10-7mol·L-1,則c(H+)為(

)。A.2.5×10-7

mol·L-1 B.0.1×10-7

mol·L-1

D.無法確定c(H+)答案:A解析:在純水中,c(H+)=c(OH-)。一定溫度下,測得純水中c(OH-)=2.5×10-7

mol·L-1,則c(H+)=2.5×10-7

mol·L-1,A項正確。2.某溫度下純水中c(H+)=6×10-7mol·L-1,則0.01mol·L-1的鹽酸中由水電離出的c(H+)=

。

答案:3.6×10-11mol·L-1解析:KW=6×10-7×6×10-7=3.6×10-13,0.01

mol·L-1的鹽酸中c(H+)=0.01

mol·L-1,故c(OH-)=

mol·L-1=3.6×10-11

mol·L-1,所以由水電離出的c(H+)=3.6×10-11

mol·L-1。方法歸納溶液中由水電離出的c(H+)或c(OH-)的求算模板。二、溶液的酸堿性與pH重難歸納1.溶液酸堿性的判斷依據(jù)。2.溶液的酸堿性與c(H+)、pH的關(guān)系。溶液中c(H+)越小,c(OH-)越大,溶液的酸性越弱,堿性越強(qiáng),pH越大。不同的電解質(zhì)溶液會呈現(xiàn)不同的酸堿性。判斷溶液的酸堿性,可根據(jù)溶液中c(H+)和c(OH-)的相對大小。當(dāng)c(H+)或c(OH-)都很小時,使用起來不方便,可以使用與c(H+)有直接關(guān)系的pH表示溶液的酸堿性,或者比較兩種溶液的酸堿性強(qiáng)弱。1.使用pH判斷溶液的酸堿性要注意什么問題?提示:水的電離受溫度影響,不同溫度下純水或中性溶液的pH不同。使用pH判斷溶液的酸堿性時要指明溶液的溫度。2.一定溫度下,強(qiáng)堿溶液的pH一定比弱堿溶液的pH大嗎?提示:不一定,pH的大小取決于溶液中c(OH-)的大小,強(qiáng)堿溶液中的c(OH-)不一定大,弱堿溶液中的c(OH-)不一定小。典例剖析下列說法不正確的是(

)。A.pH<7的溶液不一定呈酸性B.在相同溫度下,物質(zhì)的量濃度相等的氨水、NaOH溶液,c(OH-)相等C.在相同溫度下,pH相等的鹽酸、CH3COOH溶液,c(Cl-)=c(CH3COO-)D.氨水與鹽酸反應(yīng)后的溶液,若c(Cl-)=c(),則溶液呈中性答案:B解析:pH<7的溶液不一定呈酸性,如100

℃時,pH<7的溶液可能呈堿性,A項正確;NH3·H2O是弱堿,在相同溫度下,物質(zhì)的量濃度相等的氨水、NaOH溶液,氫氧化鈉溶液中的c(OH-)大于氨水中的c(OH-),B項錯誤;在相同溫度下,pH相等的鹽酸、CH3COOH溶液,c(H+)和c(OH-)分別相等,根據(jù)電荷守恒,分別有c(Cl-)+c(OH-)=c(H+),c(CH3COO-)+c(OH-)=c(H+),因此c(Cl-)=c(CH3COO-),C項正確;氨水與鹽酸反應(yīng)后的溶液中存在電荷守恒c(Cl-)+c(OH-)=c()+c(H+),若c(Cl-)=c(),則c(OH-)=c(H+),溶液呈中性,D項正確。【拓展延伸】pH=2的鹽酸、CH3COOH溶液各0.5L與足量鋅反應(yīng),產(chǎn)生的氣體哪個多?答案:CH3COOH溶液產(chǎn)生的氣體多。pH=2的鹽酸,c(HCl)=0.01mol·L-1,pH=2的CH3COOH溶液,c(CH3COOH)>0.01mol·L-1,等體積的兩種溶液與足量鋅反應(yīng),CH3COOH溶液產(chǎn)生的氣體多。學(xué)以致用1.下列說法正確的是(

)。A.pH=7的溶液一定顯中性B.常溫下由水電離的c(OH-)為1×10-8mol·L-1的溶液一定呈酸性C.c(H+)<c(OH-)的溶液一定顯堿性D.c(OH-)>1×10-7mol·L-1的溶液一定呈堿性答案:C解析:常溫下由水電離的c(OH-)為1×10-8

mol·L-1,可能溶液中c(OH-)=1×10-8

mol·L-1,c(H+)=1×10-6

mol·L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c(H+)=1×10-8

mol·L-1,c(OH-)=1×10-6

mol·L-1,溶液呈堿性。2.t

℃時,某NaOH稀溶液中c(H+)=10-amol·L-1,c(OH-)=10-bmol·L-1,請回答下列問題。(1)該溫度下水的離子積常數(shù)KW=

。

(2)該NaOH溶液中NaOH的物質(zhì)的量濃度為

,該NaOH溶液中由水電離出的c(OH-)為

。

(3)給該NaOH溶液加熱,pH

(填“變大”“變小”或“不變”)。

答案:(1)10-(a+b)(2)10-bmol·L-1

10-a

mol·L-1(3)變小解析:(1)KW=c(H+)·c(OH-)=10-a·10-b=10-(a+b)。(2)c(NaOH)=c(OH-)=10-b

mol·L-1;該溶液中c(H+)=10-a

mol·L-1,NaOH溶液中H+全是水電離的,(H+)=(OH-)=10-a

mol·L-1。(3)溫度升高時,KW變大,而c(H+)=,所以c(H+)變大,pH變小。1.常溫下,水的電離達(dá)到平衡:H2OH++OH-

ΔH>0,下列敘述正確的是(

)。A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移動,c(OH-)降低B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c(H+)增大,KW不變C.向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移動,c(H+)降低D.將水加熱,KW增大,c(H+)不變答案:B解析:解答時要先分析水的電離平衡的移動方向,再討論c(H+)、c(OH-)或KW的變化。向水中加入稀氨水,c(OH-)增大,平衡逆向移動,c(H+)減小,A項不正確;向水中加入少量固體NaHSO4:NaHSO4══Na++H++,c(H+)增大,但KW不變,B項正確;向水中加入少量CH3COOH后,使水的電離平衡逆向移動,c(OH-)減小,c(H+)增大,C項不正確;將水加熱,水的電離平衡正向移動,c(H+)、c(OH-)均增大,KW增大,但仍呈中性,D項不正確。2.在相同溫度下,0.01mol·L-1的NaOH溶液和0.01mol·L-1的鹽酸相比,下列說法正確的是(

)。A.由水電離出的c(H+)相等B.由水電離出的c(H+)都是1.0×10-12mol·L-1C.由水電離出的c(OH-)都是0.01mol·L-1D.兩者都促進(jìn)了水的電離答案:A3.下列溶液一定顯酸性的是(

)。A.溶液中c(OH-)>c(H+)B.滴加紫色石蕊溶液后變紅色的溶液C.溶液中c(H+)=6×10-7mol·L-1D.pH<7的溶液答案:B解析:沒有指明溫度,C、D兩項均不能確定酸堿性;A項中溶液呈堿性。4.常溫下,下列溶液中堿性最強(qiáng)的是(

)。A.pH=11的溶液B.c(OH-)=0.12mol·L-1C.1L中溶有4gNaOH的溶液D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的溶液答案:B解析:常溫下,可以根據(jù)pH或c(H+)比較溶液的酸堿性,同樣也可以根據(jù)