1、第八章 水溶液中的离子平衡,第二节 水的电离和溶液的酸碱性,基础整合,1.水的电离水是一种_，能发生微弱的电离， 其电离方程式为H2O+H2O H3O+OH-， 简写为 ，其电离平衡常数K=_。 2.水的离子积电离平衡常数的特例 （1）符号：_ （2）表达式：KW=_ =_（25 ） （3）影响因素： KW仅仅是温度的函数，温度不变，KW _，温度升高, KW _。,极弱的电解质,H2O,H+OH-,H+OH-,H2O,KW,H+OH-,10-14mol2L-2,不变,增大,（4）适用范围： 水和酸、碱、盐的稀溶液。3.酸、碱、盐对水的电离平衡影响 A.H2SO4 B.NaOH C.NaCl
2、D.CH3COOH E.NH3H2O F.Na2CO3 G.AlCl3 能促进水的电离平衡的有_； 抑制水的电离平衡的有_；对水的电离平衡无影响的是_。 , ,C,F、G,A、B、D、E,影响水电离平衡的因素 1.温度因为水的电离是吸热过程，故升高温度，水的电离平衡向_移动。H+和OH-同时_，但因为由水电离出的H+和OH-始终相等，故溶液呈_性。 2.加入酸或碱向纯水中加入酸（或碱），由于酸（或碱）电离产生H+（或OH-），使水中H+或OH-_，水的电离平衡向_移动，达到新平衡时，溶液中H+或OH-增大，水的电离程度_。,右,增大,中,增大,左,减小,3.加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属，
3、如金属钠，由于活泼金属可与水电离产生的H+直接发生置换反应，产生H2，使水的电离平衡向_移动。 4.加入弱碱阳离子或弱酸根阴离子 由于弱碱阳离子与水电离出的OH-结合生成弱碱；弱酸根阴离子与水电离出的H+结合生成了弱酸，从而使水中的OH-或H+_，破坏了水的电离平衡，使水的电离平衡向_移动，其电离程度_。,右,降低,右,增大,1.（2009年东营质检）25 时，水的电离达到平衡： H2O H+OH- H0。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.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动，
4、c（H+）降低 D.将水加热，KW增大，pH不变,解析：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 Na+H+SO42-c（H+）增大，但KW不变，B项正确；向水中加入少量固体CH3COONa后，CH3COO-与水电离的H+结合生成弱电解质CH3COOH,使水的电离平衡正向移动，c（OH-）增大，c（H+）降低，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，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。答案：B,1.溶液的酸碱性 （1）溶液酸碱性的判断标准是 的相对大小。 （2）25 时
5、，溶液酸碱性的判断标准可以是_的相对大小。 （3）规律 中性溶液：c（H+）_c（OH-） 25 时，c（H+）=110-7mol/L,pH_7。 酸性溶液：c（H+）_c（OH-） 25 时，c（H+）110-7mol/L,pH_7。,OH-与H+ 或c（H+）与c（OH-）,pH,=,=,碱性溶液：c（H+）_c（OH-） 25 时，c（H+）110-7 mol/L,pH_7。 2.溶液的pH （1）定义：水溶液中H+的物质的量浓度的负对数。 （2）表达式： （3）意义：粗略表示溶液酸碱性的强弱。 （4）范围：pH的范围一般在_之间 （5）规律：pH越小，溶液的酸性_；pH越大，溶液的碱性
6、_。 （6）测定方法：把一小片pH试纸放在 ， 变色后，与标准比色卡对比即可读出溶液的pH。 （7）注意：使用pH试纸测溶液的pH时，试纸不能 ，记录数据时只有 ，不能出现 。 若精确测溶液的pH,则应使用_ 。,pH=-lgH+或pH=-lgc（H+）,014,越强,越强,表面皿或玻璃片上，用洁净的玻璃棒蘸取溶液点在pH试纸中心,用蒸馏水润湿,整数,小数,pH酸度计（或pH计）,1.依据：溶液中H+和OH-的相对大小 2.规律 （1）酸碱溶液稀释后的pH变化,注意：无论稀释多大倍数，酸溶液不显碱性，碱溶液不 显酸性，无限稀释时，溶液pH等于_。,a+n,b-n,7,（2）酸与碱的pH之和为1
7、4，等体积混合。若为强酸与强碱，则pH_7。若为强酸与弱碱，则pH_7。若为弱酸与强碱，则pH_7。,常温时,（3）等体积强酸（pH1）和强碱（pH2）混合若二者pH之和为14，则溶液呈_性，pH_7,恰好完全反应。若二者pH之和大于14，则溶液呈_性，pH_7,_过量。若二者pH之和小于14，则溶液呈_性， pH_7,_过量。,常温时,=,中,=,碱,碱,酸,酸,（4）强酸（pH1）与强碱（pH2）混合呈中性时， 二者的体积关系有如下规律： 若pH1+pH2=14,则V酸_V碱 若pH1+pH214,则V（酸）V（碱）=10pH1+pH2-141。 若pH1+pH214,则V（酸）V（碱）=
8、11014-（pH1+pH2）。 特别提醒： 根据H+和OH-的相对大小来判断 溶液的酸碱性，在任何条件下都是正确的，而根据溶液的pH与7的相对大小来判断时，要看温度是否为常温（25 ）。,=,2.将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是 （ ） A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性 B.水的离子积不变、pH不变、呈中性 C.水的离子积变小、pH变大、呈碱性 D.水的离子积变大、pH变小、呈中性,解析：本题应用到的关键信息是： 纯水。加热至较高温度。解答该题时首先从水的电离平衡的特点入手，判断离子积常数的变化，再根据c（H+）与c（OH-）的相对大小判断溶液的酸、碱性。 H2O的电离为吸热反应，
9、将纯水加热至较高温度，电离平衡向正反应方向移动，c（H+）、c（OH-）增大，则水的离子积KW=c（H+）c（OH-）增大，pH=-lgc（H+）减小，而c（H+）=c（OH-），呈中性。答案：D,3.（2009年东城调研）常温时，以下4种溶液pH最小的是 ( ) A.0.01 molL-1醋酸溶液 B.0.02 molL-1醋酸与0.02 molL-1 NaOH溶液等体积混合液 C.0.03 molL-1醋酸与0.01 molL-1NaOH溶液等体积混合液 D.pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液,解析：A项中醋酸的酸性最强，pH最小，故A正确；B项中醋酸和氢氧化钠等物质的量
10、混合后，生成CH3COONa和H2O,溶液呈碱性，pH值最大；C项经反应后，醋酸剩余，余下醋酸的浓度为0.01 molL-1，生成的CH3COONa电离产生的CH3COO-抑制醋酸的电离，使pH值大于A项中的pH值；D项pH=2的盐酸与pH=12的氢氧化钠溶液等体积混合，溶液呈中性，其pH值等于7。综上所述，只有A项正确。答案：A,热点考向,（2009年上海卷）对于常温下pH为1的硝酸溶液，下列叙述正确的是 ( ) A.该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3 B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和 C.该溶液中硝酸电离出的c（H+）与水电离出的c（H+）之比值为
11、10-12 D.该溶液中水电离出的c（H+）是pH为3的硝酸中水电离出的c（H+）的100倍,解析： A项，1 mL稀释至100 mL后，H+浓度由0.1 mol/L变为10-3mol/L，所以，pH由1变为3；B项，pH为13的氢氧化钡溶液中OH-浓度为0.1 mol/L,所以与等体积pH为1的硝酸溶液（H+浓度为0.1 mol/L）恰好完全反应；C项，水电离出的c（H+）等于水电离的c（OH-），即10-14/10-1mol/L=10-13mol/L，所以该溶液中硝酸电离出的c（H+）与水电离出c（H+）之比值为0.1 mol/L/10-13mol/L =1012；D项，pH=1的硝酸溶液
12、中水电离出的c（H+）为10-13mol/L，pH为3的硝酸中水电离的c（H+）与水电离的c（OH-）相等，即10-14/10-3mol/L=10-11mol/L，所以该溶液中水电离出的c（H+）是pH为3的硝酸中水电离出的c（H+）的10-13/10-11 = 1/100 倍。答案：AB,名师点睛： 无论是酸性溶液，还是碱性溶液，还是中性溶液，只要温度一定,KW为定值，即常温下KW=110-14mol2L-2。酸溶液中的c（OH-）等于H2O电离的c（OH-）水，也等于H2O电离的c（H+）水，同理碱溶液中 c（H+） c（H+）水 c（OH-）水。,1.有关常温下pH均为3的醋酸和硫酸的说
13、法正确的是 ( ) A.两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度均为110-11 molL-1 B.分别加水稀释100倍后，两种溶液的pH仍相同 C.醋酸中的c（CH3COO-）和硫酸中的c（SO42-）相等 D.分别加入足量锌片，两种溶液生成H2的体积相同解析：加水稀释10倍，强酸pH增大1，弱酸增大小于1，强碱减小1，弱碱减小小于1。答案：A ,2. （2009年河源质检）下列溶液里，由水电离生成的氢离子浓度之比是 ( )pH=0的盐酸 0.1 molL-1的盐酸 0.01 molL-1的NaOH溶液 pH=11的NaOH溶液A.1101001000 B.011211C.14131211 D.1
14、41323,解析：利用KW求出水的电离产生的H+： c（H+）水=c（OH-）=KW /c（H+）=10-14/1 =10-14 molL-1， c（H+）水=c（OH-）=KW /c（H+）=10-14/0.1 =1010-14molL-1， c（H+）水=c（OH-）=KW /c（OH-）=10-14/ 0.01 =10010-14 molL-1， c（H+）水=c（H+）=10-11=100010-14molL-1。答案：A,室温时，将xmL pH=a的稀NaOH溶液与ymL pH=b的稀盐酸充分反应，下列关于反应后溶液pH的判断，正确的是 ( ) A.若x=y,且a+b=14,则pH7
15、 B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7 C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7 D.若x=10y,且a+b=14,则pH7,解析： 本题中可以应用的信息主要是： xmL pH=a的稀NaOH溶液。ymL pH=b的稀盐酸。 解答该题时首先根据题中数据计算出n（NaOH）、n（HCl），然后根据二者的比值，结合各项的判断逐一分析排除。 首先计算出： n（NaOH）=x10a-17 mol,n（HCl）=y10-（b+3） mol则n（NaOH）n（HCl）=x10a-17/y10b+3=x/y10（a+b）-14，然后逐项分析。,A项若x=y，a+b=14,则n（NaOH）/n（H
16、Cl） =1, n（OH-）=n（H+）,pH=7,A错误；B项若10x=y,a+b=13,则n（NaOH）/n（HCl）=10-2,n（OH-）7,则b10a,pH7,C错误；D项若x=10y,a+b=14,则n（NaOH）/n（HCl）=10,n（OH-）n（H+ ）,pH7,D正确。答案：D,名师点睛： 酸、碱pH运算概括为：“酸按H+（pH=-lgH+;碱按OH-（pH=-lgKW/OH-）; 酸碱混合求过剩；看准强弱与元数。”即为： 1.单一溶液的pH计算 （1）强酸溶液，如HnA,设浓度为c molL-1，则H+=nc molL-1，pH=-lg H+ =-lg nc。 （2）强碱
17、溶液，如B（OH）n,设浓度为cmolL-1，则H+= 10-14/nc ,pH=-lg H+ =14+lg nc。 （3）一元弱酸溶液，设浓度为cmolL-1，则有：c（H+）-lg c。,（4）一元弱碱溶液，则为c（OH-） 10-14/c,pH14+lg c。 2.酸、碱混合pH的计算 当溶液混合后体积变化可忽略不计时，先计算出混合溶液中H+的浓度，然后再根据公式进行求算，其中H+浓度的求算形式有： （1）两种强酸混合 H+混= （2）两种强碱混合 OH-混= ,H+1V1+H+2V2,V1+V2,V1+V2,OH-1V1+OH-2V2,（3）强酸强碱混合H+混 或OH混 3.pH计算的
18、巧算 （1）pH分别为a、b（b-a2）的两种强酸溶液等体积混合， 混合后的pH=a+0.3。 （2）pH分别为a、b（b-a2）的两种强碱溶液等体积混合， 混合后的pH=b-0.3。,=,|H+酸V酸-OH-碱V碱|,V酸+V碱,3.（2010年济南质检）25 时，下列各组溶液等体积混合后，所得溶液pH最大的是 ( ) A.pH=1的盐酸与pH=13的Ba（OH）2溶液 B.0.1 molL-1H2SO4溶液与0.2 molL-1氨水 C.pH=1的CH3COOH溶液与pH=13的NaOH溶液 D.0.1 molL-1 CH3COOH溶液与0.1 molL-1 NaOH溶液,. 解析：A项反
19、应呈中性；B项生成强酸弱碱盐呈酸性；C项， CH3COOH过量呈酸性；D项恰好完全中和生成强碱弱酸盐呈碱性。答案：D,4.已知在100 的温度下（本题涉及的溶液其温度均为100 ），水的离子积KW=110-12 mol2L-2。下列说法正确的是 ( ) A.0.05 molL-1的H2SO4溶液pH=1 B.0.001 molL-1的NaOH溶液pH=11 C.0.005 molL-1的H2SO4溶液与0.01 molL-1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液pH为6，溶液显酸性 D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL，需要pH=11的NaOH溶液50 mL,解析：解答本题需注意题中涉及
20、的溶液温度为100 ，而不是25 ，此时KW=110-12 mol2L-2。A项，c（H+）=0.05 molL-12=0.1 molL-1，pH=1,A项正确；B项，c（OH-）=0.001 molL-1，c（H+）=110-12mol2L-2/0.001molL-1=110-9molL-1，pH=9，B项不正确；C项，H2SO4溶液中c（H+）=0.005 molL-12=0.01 molL-1，NaOH溶液中c（OH-）=0.01 molL-1，两溶液等体积混合后，恰好完全中和，溶液显中性，pH为6，C项不正确；D项，pH=3的H2SO4溶液中c（H+）=10-3molL-1，pH=11
21、的NaOH溶液中c（OH-）=SX（110-12 mol2L-2110-11molL-1=110-1molL-1，则50 mL10-3 molL-1=V（NaOH）10-1 molL-1，V（NaOH）=0.5 mL,D项不正确。 答案：A,走进实验室,基础再现,实验课题：溶液pH的测定,1.测溶液pH的方法 溶液pH的测定有三种方法，分别是酸碱指示剂测定、pH试纸测定、pH计测定。目前中学较为常用的是前两种，即用酸碱指示剂进行定性和半定量测定及用pH试纸对溶液的pH进行粗略的定量测定。 2.试纸的作用： （1）测定溶液的pH,（2）检验气体的性质：先用蒸馏水把试纸的一端润湿，粘在玻璃棒的一端
22、，用玻璃棒将试纸靠近气体，观察颜色的变化，判断气体的性质。也可用干净的镊子夹取试纸。 （3）注意：试纸不可直接伸入溶液；试纸不可接触试管口、瓶口、导管口等；取出试纸后，应将盛放试纸的容器盖严，以免被实验室的一些气体“玷污”；测定溶液的pH时，试纸不可事先用蒸馏水润湿，因为润湿试纸相当于稀释被检验的溶液，可能会导致测量不准确。正确的方法是用干净且干燥的玻璃棒蘸取待测液，点滴在一小块试纸的中央，待试纸变色后，再与标准比色卡对照读出溶液的pH。,有一学生在实验室测某溶液的pH。实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。 （1）该学生的操作是_（填“正确的”或“不正确的
23、”），其理由是 。 （2）请分析上述操作是否一定有误差？ 。 （3）若用此法分别测定c（H+）相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是_，原因是 。,（4）某同学用pH试纸测出某溶液的pH为3.82，你认为合理吗？ 。 （5）只从下列试剂中选择实验所需的试剂，你能否区分0.1 molL-1的H2SO4和0.01 molL-1的H2SO4，简述操作过程。 试剂：紫色石蕊试液 酚酞试液 甲基橙溶液 蒸馏水 BaCl2溶液 pH试纸,解析： 本题主要考查pH试纸的使用、浓度对电离平衡 的影响及相关知识的综合应用能力。 （1）用pH试纸测量溶液pH时，试纸不能润湿，否则相当于将原溶液稀释。 （2）若溶
24、液呈现酸性或碱性，稀释必然会造成误差，若溶液呈中性，则不会造成误差。 （3）醋酸是弱电解质，加水稀释时，能促进CH3COOH的电离，故对c（H+）相同的盐酸和醋酸来说，加水稀释相同的倍数，醋酸的pH变化小，误差小。 （5）分别测量两H2SO4溶液的pH,其中pH大的是浓度 小的H2SO4。,答案：（1）不正确的 若溶液不显中性，溶液稀释后，便测得的pH不准确 （2）不一定，当溶液为中性时，不产生误差 （3）盐酸 在稀释过程中醋酸继续电离产生H+，使溶液中c（H+）较盐酸溶液中的c（H+）大，误差小。而测得盐酸c（H+）较小，误差较大 （4）不合理。pH试纸只是一种近似测量溶液pH的方法，只能保
25、留整数。 （5）能；用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，用标准比色卡比较其pH, pH较大的为0.01 molL-1的H2SO4,中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 时，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH,需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H+的浓度来测定溶液的pH。已知100 时，水的离子积常数KW=110-12mol2L-2。 （1）已知水中存在如下平衡： H2O+H2OFY（KN H3O+OH- H0，现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是_（填字母）。,实验演练,A.向水中加入NaHSO4 B.向
26、水中加入Cu（NO3）2 C.加热水至100 D.在水中加入（NH4）2SO4 （2）现欲测定100 沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显 _色，溶液呈_性（填“酸”“碱”或“中”）；若用pH计测定，则pH=_，溶液呈_性（填“酸”“碱”或“中”）。,解析：（1）题中要求使水的电离平衡向右移动，即促进水的电离，常采用加热法或加入可水解的盐，现同时要求溶液呈酸性，因此只能加入强酸弱碱盐，即Cu（NO3）2或（NH4）2SO4符合题意，A项中虽是酸性，但平衡向左移动，C项中平衡虽向右移动，但溶液仍是中性。 （2）100 时水的pH=6,但溶液仍呈中性，因此pH试纸的颜色仍为淡黄色。答案： （1）BD （2）淡黄色 中 6 中,祝,您,学业有成,
