水的電離 溶液的酸堿性與pH 課件 【教材精講精研】高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡§3.2.1水的電離溶液的酸堿性與pH[素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]

1．通過電離平衡理論模型認(rèn)識水的電離平衡及其影響因素，知道水的離子積常數(shù)。2．能通過溶液中c(H＋)與c(OH－)的相對大小，分析判斷溶液的酸堿性，認(rèn)識溶液的酸堿性與pH的關(guān)系，培養(yǎng)宏觀辨識與微觀探析的學(xué)科核心素養(yǎng)。引入在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在，那么，其中的溶劑水是全部以分子形式存在(如圖3-5)，還是部分以離子形式存在呢?怎樣驗(yàn)證你的猜想？

H2O是一種最普通而又具有許多特性的物質(zhì)，也是應(yīng)用最廣泛的溶劑。

觀察現(xiàn)象：(1)燈泡_______。(2)靈敏電流表指針_______，轉(zhuǎn)動不亮結(jié)論：水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離?！净顒印坷渺`敏電流表測定純水的導(dǎo)電性

一、

水的電離01知識點(diǎn)一水的電離電解質(zhì)25°C1L水只有10-7molH2O發(fā)生電離水合氫離子【思考】如何衡量水的電離的限度？K電離＝c(H+)×c(OH-）c(H2O)2．水的離子積常數(shù)(1)定義：當(dāng)水的電離H2O?H++OH-達(dá)到平衡時(shí),電離產(chǎn)物H+和OH-濃度之積是一個(gè)常數(shù),叫做水的離子積常數(shù),記作KW，簡稱水的離子積。(2)表達(dá)式：Kw＝__________________。常溫下，一般可以認(rèn)為Kw＝1.0×10－14。(3)影響因素：Kw只受溫度的影響，溫度升高，Kw_________。(4)適用范圍：水的離子積不僅適用于純水，也適用于__________________。c(H＋)·c(OH－)增大稀的電解質(zhì)溶液[說明]

①注意區(qū)分溶液中的c(H＋)、由水電離產(chǎn)生的c水(H＋)，前者指溶液中總的氫離子濃度，后者特指由水電離出來的氫離子濃度。②任何溶液中，由水電離產(chǎn)生的c水(H＋)等于由水電離產(chǎn)生的c水(OH－)。改變條件平衡移動方向溶液中c(H＋)溶液中c(OH－)Kw升高溫度____________________加入少量酸____________________加入少量堿____________________加入活潑金屬Na____________________加入Na2O____________________右移增大增大增大左移增大減小不變左移減小增大不變右移減小增大不變左移減小增大不變1．25℃時(shí)，水的離子積Kw＝1.0×10－14，其適用于0.01mol·L－1的鹽酸、0.01mol·L－1的NaOH溶液嗎？提示：適用。Kw＝c(H＋)·c(OH－)不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)溶液。2．改變條件，使水的電離平衡逆向移動，Kw是否一定減小？提示：不一定。向純水中加入少量酸溶液或堿溶液，均能使水的電離平衡逆向移動，但溫度不變，Kw不變；若降低溫度使水的電離平衡逆向移動，則Kw減小。3．25℃時(shí)，0.01mol·L－1的鹽酸、0.01mol·L－1的NaOH溶液中，水電離出的c水(H＋)分別是多少？提示：0.01mol·L－1的鹽酸中c酸(H＋)＝0.01mol·L－1(HCl電離產(chǎn)生)。根據(jù)25℃時(shí)水的離子積Kw＝1.0×10－14，可得c酸(H＋)·c水(OH－)＝1.0×10－14，解得c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12mol·L－1。0.01mol·L－1的NaOH溶液中c堿(OH－)＝0.01mol·L－1(NaOH電離產(chǎn)生)。根據(jù)25℃時(shí)水的離子積Kw＝1.0×10－14，可得c堿(OH－)·c水(H＋)＝1.0×10－14，解得c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12mol·L－1。水電離出的c水(H＋)或c水(OH－)的計(jì)算思路Kw表達(dá)式中c(H＋)、c(OH－)分別表示整個(gè)溶液中所有H＋、OH－的總物質(zhì)的量濃度。

(1)酸溶液中Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－)(忽略水電離出的H＋的濃度)。(2)堿溶液中Kw＝c水(H＋)·c堿(OH－)(忽略水電離出的OH－的濃度)。(3)外界條件改變，水的電離平衡發(fā)生移動，但由水電離出的c水(H＋)、

c水(OH－)一定相等。1．下列有關(guān)水的電離的敘述正確的是(

)A．水的電離方程式為H2O===H＋＋OH－B．任意條件時(shí)，Kw＝1×10－14C．實(shí)驗(yàn)證明多次純化的水仍具有導(dǎo)電性D．溫度相同時(shí)，純水的Kw與酸溶液的Kw不相同√B.Kw與溫度有關(guān)，溫度不同，Kw不同，故B項(xiàng)錯誤。C.水能電離出自由移動的H＋、OH－，所以多次純化的水仍具有導(dǎo)電性，故C項(xiàng)正確。D.Kw只與溫度有關(guān)，溫度相同時(shí)，純水、酸溶液的Kw相同，故D項(xiàng)錯誤。2．(2022·重慶長壽區(qū)高二期末)下列說法正確的是(

)A．1mol·L－1的稀硫酸中存在OH－B．Kw＝1×10－14適用于任何溫度、任何溶液C．Kw隨溶液中c(H＋)和c(OH－)的變化而改變D．水的電離只受溫度影響，酸堿性對其無影響√3．(2022·長沙高二月考)常溫下，pH＝3的醋酸和0.01mol·L－1NaOH溶液中由水電離產(chǎn)生的氫離子濃度之比為(

)A．1∶10

B．1∶4C．10∶1 D．無法計(jì)算√(1)曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都

，即c(H＋)·c(OH－)

，溫度

。(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw

，溫度

。相同相同相同(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變

；實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變

。不同不同酸堿性溫度Kw的應(yīng)用水的電離平衡曲線的理解與識別(1)A點(diǎn)水的離子積為________,E點(diǎn)水的離子積為________。造成A、E點(diǎn)水的離子積變化的原因是：______。

1×10-14

1×10-12水的電離要吸熱,溫度升高,水的電離程度增大,即離子積增大(2)25℃時(shí),若向溶液中滴加鹽酸,能否使體系處于A點(diǎn)位置?為什么?

____________________________________________。

(3)100℃時(shí),若鹽酸中c(H+)=5×10-4mol·L-1,則由水電離產(chǎn)生的c(H+)=________。

否,在鹽酸中c(H+)≠c(OH-),所以不可能處于A點(diǎn)2×10-9mol·L-1(4)圖中五點(diǎn)Kw間的大小關(guān)系:

【例題】在水的電離平衡中,c(H+)和c(OH-)的關(guān)系如圖所示:E>D>A=B=CKw的應(yīng)用【小結(jié)】易錯提醒：1．水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)，不僅適用于純水，也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。在任何酸、堿、鹽的稀溶液中，只要溫度一定，Kw就一定。2．在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由由水電離產(chǎn)生的c(H+)＝由水電離產(chǎn)生的c(OH-)。在Kw的表達(dá)式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整個(gè)溶液中H＋、OH－總的物質(zhì)的量濃度而不是單指由水電離出的c(H＋)、c(OH－)。3．水的離子積常數(shù)顯示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡，都有H＋和OH－共存，只是相對含量不同而已。4．水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離平衡向電離方向移動，c(H＋)和c(OH－)都增大，故Kw增大，但溶液仍呈中性；對于Kw，若未注明溫度，一般認(rèn)為在常溫下，即25℃。02知識點(diǎn)二溶液的酸堿性與pH1.溶液的酸堿性與pH的關(guān)系(1)pH是c(H＋)的負(fù)對數(shù)，即pH＝____________。(2)溶液的酸堿性與c(H＋)、pH的關(guān)系(常溫下)①pH越大，溶液的________越強(qiáng)；pH越小，溶液的________越強(qiáng)。②常溫下，pH<7，為________溶液；pH＝7，為中性溶液；pH>7，為________溶液。－lg

c(H＋)堿性酸性酸性堿性25℃下，1.0×10-2mol/L的HCl溶液的c(H+)

=_____mol/L，pH=___225℃下，1.0×10-2mol/L的NaOH溶液的c(H+)

=_____mol/L，pH=___1210-1210-2【練習(xí)】計(jì)算下列溶液的PH值：c(H+)=10-pHmol/L2．溶液的酸堿性與c(H＋)、c(OH－)的關(guān)系

c(H＋)與c(OH－)的關(guān)系c(H＋)的范圍(25℃)/(mol·L－1)中性溶液c(OH－)____c(H＋)c(H＋)____1.0×10－7酸性溶液c(OH－)____c(H＋)c(H＋)____1.0×10－7堿性溶液c(OH－)____c(H＋)c(H＋)____1.0×10－7＝＝＜＞＞＜【思考交流】pH=7或者c(H+)=1.0×10-7的溶液一定呈中性嗎?不一定。在25℃時(shí),pH=7的溶液呈中性。溫度高于25℃時(shí)，水的電離程度增大,KW

>1.0×10-14，此時(shí)pH=7呈堿性。判斷溶液酸堿性的唯一標(biāo)準(zhǔn)是溶液中c(H+)和c(OH-)的相對大小，不應(yīng)看pH大小,只有滿足c(H+)=c(OH-)的溶液才一定呈中性。pH=7pH＜7pH＞73．pH的測定(1)pH試紙使用方法取一小片pH試紙于__________________________上，用_________________蘸取溶液滴到試紙上，當(dāng)試紙顏色變化穩(wěn)定后與____________對照，讀出pH干燥潔凈的玻璃片或表面皿干燥潔凈的玻璃棒標(biāo)準(zhǔn)比色卡(2)pH計(jì)：又叫酸度計(jì)，可用來精密測量溶液的pH，其量程為0～14。分類①廣泛pH試紙：其pH范圍是1～14(最常用)或0～10，可以識別的pH差約為1；②精密pH試紙：可判別0.2或0.3的pH差；③專用pH試紙：用于酸性、中性或堿性溶液pH的測定pH試紙是將試紙用多種酸堿指示劑的混合溶液浸透，經(jīng)晾干制成的。它對不同pH的溶液能顯示不同的顏色，可用于訊速測定溶液的pH。[說明]

①pH試紙不能測定具有漂白性的溶液的pH。②不能用濕潤的玻璃棒蘸取待測液，也不能將pH試紙先用水潤濕，否則溶液被稀釋，可能造成誤差(酸性溶液的pH偏大、堿性溶液的pH偏小、中性溶液的pH無影響)。溶液PH的計(jì)算總原則：先判斷溶液的酸堿性若為酸性，先求出c(H+)后，再求pH=-lgc(H+)，求pH若為堿性，先求c(OH-)

后，由Kw=c(H+).c(OH-)，求c(H+)，再求pH【例題】1、（1）25℃，0.005mol／LH2SO4溶液pH＝

；（2）25℃，0.05mol／LBa(OH)2溶液中pH=

。2132、甲溶液的pH＝3，乙溶液的pH＝1，則甲溶液中c(H+)與乙溶液中c(H+)之比為()A、100B、1/100C、3D、1/3pH相差a，c(H+)相差10aB3、pH=0的溶液，下列敘述正確的是()A、是酸性最強(qiáng)的溶液

B、與0.5mol/LH2SO4溶液中c(H+)相同C、c(H+)＝0mol/L的溶液

D、與1mol/LCH3COOH溶液中c(H+)相同BpH=-lgc(H+)c(H+)=n(總)V(總)【例題】在25℃時(shí)，pH=1的鹽酸溶液1L與pH=4的鹽酸溶液1000L混合，混合后溶液的pH值等于多少？關(guān)鍵：1、抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！2、當(dāng)相加、減的兩個(gè)量相差100倍以上時(shí)，小的可忽略pH=3.7【例題】常溫下將①pH=13的NaOH溶液與②pH=10的NaOH溶液等體積混合，求pHpH=12.7關(guān)鍵：抓住OH-進(jìn)行計(jì)算！再轉(zhuǎn)化為H+【例題】常溫下，將0.1mol·L－1氫氧化鈉溶液與0.06mol·L－1硫酸溶液等體積混合。25℃時(shí)，pH＝3的硝酸溶液和pH＝12的氫氧化鋇溶液以體積比9∶1混合。(4)酸堿溶液等體積混合，酸溶液與堿溶液pH之和為14：若為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿，則pH＝7；若為強(qiáng)酸與弱堿，則pH>7；若為弱酸與強(qiáng)堿，則pH<7。3．酸堿溶液稀釋時(shí)pH的變化

酸(pH＝a)堿(pH＝b)弱酸強(qiáng)酸弱堿強(qiáng)堿稀釋10n倍pH<a＋npH＝a＋npH>b－npH＝b－n無限稀釋pH趨向于7(常溫下)1．下列說法正確的是(

)A．pH＝7的溶液不可能呈酸性B．c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定呈中性C．由強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì)的量反應(yīng)得到的溶液一定呈中性D．不能使酚酞溶液變紅的溶液一定呈中性√解析：A.常溫下，水的離子積Kw＝1×10－14，pH＝7的溶液呈中性，水的電離是吸熱的，溫度越高Kw越大，當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，pH＝7的溶液可能呈酸性，故A錯誤；B.氫離子濃度和氫氧根離子濃度的相對大小是判斷溶液酸堿性的依據(jù)，所以c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定呈中性，故B正確；C.1mol硫酸和1mol氫氧化鈉溶液等物質(zhì)的量反應(yīng)，硫酸過量，得到的溶液呈酸性，故C錯誤；D.酚酞的變色范圍是8.2～10.0，所以能使酚酞溶液變紅的溶液呈堿性，不能使酚酞溶液變紅的溶液可能是中性溶液或酸性溶液，故D錯誤。2．(2022·寧德高二期末)pOH也可以表示溶液的酸堿度，已知pOH＝－lgc(OH－)，常溫下，0.1mol·L－1的下列溶液中pOH最大的是(

)A．HCl

B．NaOHC．CH3COOH D．NH3·H2O解析：pOH＝－lgc(OH－)，pOH的值與c(OH－)的大小成反比，即c(OH－)越小則pOH越大，在選項(xiàng)所給溶液中，0.1mol·L－1的HCl溶液中c(OH－)最小，所以pOH最大，故A符合題意。√3．下列有關(guān)溶液的酸堿性與pH的說法錯誤的是(

)A．溶液pH越小，酸性越強(qiáng)，反之，堿性越強(qiáng)B．pH＜7的溶液不一定呈酸性C．當(dāng)溶液中的c(H＋)或c(OH－)較小時(shí)，用pH表示其酸堿度更為方便D．用廣泛pH試紙測得某酸溶液的pH＝3.2√解析：A項(xiàng)，因pH＝－lgc(H＋)，所以pH越小，c(H＋)越大，酸性越強(qiáng)；pH越大，c(H＋)越小，則c(OH－)越大，堿性越強(qiáng)，A項(xiàng)正確；B項(xiàng)，只有在常溫下，pH＜7的溶液一定呈酸性，B項(xiàng)正確；C項(xiàng)，當(dāng)溶液中的c(H＋)或c(OH－)小于1mol/L時(shí)，用pH表示其酸堿度更為方便，C項(xiàng)正確；D項(xiàng)，用廣泛pH試紙測得溶液的pH應(yīng)是整數(shù)，D項(xiàng)錯誤。03隨堂練學(xué)以致用1．(2022·武威二中高二月考)一些食物和生活中的物質(zhì)的pH大致如下：下列說法正確的是(

)A．草木灰可用于改良堿性土壤B．肥皂水可使石蕊試液變紅C．胃酸過多的人不宜多吃蘋果D．西瓜比醬油的酸性強(qiáng)√23451解析：A.草木灰顯堿性，故可用于改良酸性土壤，A錯誤；B.肥皂水顯堿性，故可使石蕊試液變藍(lán)，B錯誤；C.蘋果顯酸性，故胃酸過多的人不宜多吃蘋果，C正確；D.pH越小，酸性越強(qiáng)，故醬油比西瓜的酸性強(qiáng)，D錯誤。23451用pH試紙測定某無色溶液的pH時(shí)，規(guī)范的操作是(

)A．將pH試紙放入溶液中觀察其顏色變化，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較B．將溶液倒在pH試紙上，觀察顏色，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較C．用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取溶液，滴到pH試紙上，試紙變色后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較D．在試管內(nèi)放入少量溶液，煮沸，把pH試紙放在管口，觀察顏色，跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較√12453解析：pH試紙用于粗略測定溶液的pH，使用時(shí)不能用蒸餾水潤濕，具體操作為取一小片pH試紙，放在干燥、潔凈的表面皿或玻璃片上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取溶液，滴到pH試紙上，試紙變色后跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較。124534．(2022·六安新安中學(xué)高二期末)常溫下，將pH＝12的NaOH溶液VaL與pH＝1的稀鹽酸VbL混合，所得溶液呈中性，則Va∶Vb為(

)A．1∶1 B．1∶10C．10∶1 D．1∶100解析：常溫下，pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝0.01mol/L，pH＝1的稀鹽酸中c(H＋)＝0.1mol/L，VaLNaOH溶液與VbL稀鹽酸混合，所得溶液呈中性，則c(OH－)·Va＝c(H＋)·Vb，即0.01mol/L×Va＝0.1mo