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必考部分第十章水溶液中的离子平衡第2讲水的电离和溶液的酸碱性导航高考考点突破随堂演练自我诊断课时作业1．了解水的离子积、溶液pH等概念。2．掌握有关溶液pH与氢离子浓度、氢氧根离子浓度的简单计算。3．掌握测定溶液pH的方法，知道pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。考纲解读本讲重点考查：水的电离平衡及水的离子积常数；c(H＋)、c(OH－)、pH与溶液酸碱性的关系；pH简单计算；酸碱中和滴定。近五年新课标地区共考查17次，均为中等难度试题。2014年高考仍将以外界条件对水的电离平衡影响为主；关于溶液pH计算，题设条件千变万化，运用数学工具进行推理的试题出现的可能性也较大。考向分析考点图析一、水的电离1．水的电离方程式：______________________。2．水的离子积常数(1)符号：________。(2)公式：Kw＝________，25℃时Kw＝________。基础知识梳理(3)影响因素只受温度影响，由于水的电离是________过程(填“吸热”或“放热”)，温度升高，Kw________.3．影响水的电离平衡的因素(1)酸、碱均可________水的电离。(2)易水解的盐均可________水的电离。(3)升高温度可________水的电离。[思考1]25℃时，纯水的离子积Kw＝1.0×10－14，那么25℃时酸、碱、盐中Kw是多少？二、溶液的酸碱性与pH1．溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。2．pH(1)定义式：pH＝____________(2)pH与溶液c(H＋)、酸碱性之间的关系①由图示关系知，pH越小，溶液的酸性________。②pH一般表示c(H＋)________的稀溶液。(3)pH试纸的使用①方法：________________，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。②注意：a．pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能产生误差；b．用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。[思考2]某溶液的pH＝7，该溶液是否一定为中性溶液？三、酸碱中和滴定1．实验原理利用________，用已知浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)。2．实验用品(1)仪器：________滴定管(如图A)、________滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、________。(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。(3)滴定管的使用：①酸性、氧化性的试剂一般用________滴定管，因为________。②碱性的试剂一般用________滴定管，因为________。3．实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)(1)滴定前的准备①滴定管：________→洗涤→________→装液→调液面→记录。②锥形瓶：注碱液→记读数→加指示剂。(2)滴定(3)终点判断等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且________，视为滴定终点并记录标准液的体积。4．数据处理按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝________计算。答案：一、1.H2OH＋＋OH－2.(1)Kw(2)c(H＋)·c(OH－)1×10－14(3)吸热增大3．(1)抑制(2)促进(3)促进思考1：酸、碱、盐虽然影响水的电离平衡(不水解的盐除外)，造成水电离出的H＋或OH－的浓度发生变化，但在25℃时KW仍然不变，因为KW只与温度有关。二、2.(1)－lgc(H＋)(2)越强1mol/L把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上思考2：因温度不确定，pH＝7的溶液不一定呈中性。三、1.中和反应2.(1)酸式碱式锥形瓶(3)酸式酸和氧化性物质易腐蚀橡胶管碱式碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开3.(1)查漏润洗(3)在半分钟内不恢复原来的颜色4.cHCl×VHClVNaOH1．下列溶液肯定显酸性的是()A．含H＋的溶液B．能使酚酞显无色的溶液C．pH7的溶液D．c(OH－)c(H＋)的溶液[答案]D自主检查[解析]水溶液中既有H＋，也有OH－；溶液酸碱性的实质是看c(H＋)和c(OH－)相对大小；在25℃时pH7的溶液才显酸性；室温时，pH8.2，酚酞溶液为无色。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[答案]D[解析]将纯水加热，平衡H2OH＋＋OH－向右移动，c(H＋)、c(OH－)均变大，但仍然相等，所以KW变大，pH变小，仍然呈中性。[答案]D3．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25℃时水的离子积为Kw＝1.0×10－14，在35℃时水的离子积为Kw＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是()A．c(H＋)随着温度的升高而降低B．35℃时，c(H＋)c(OH－)C．35℃时的水比25℃时的水电离程度小D．水的电离是个吸热过程[解析]Kw＝c(H＋)·c(OH－)，在35℃时Kw大于25℃时Kw，说明升高温度，水的电离平衡正向移动，c(H＋)和c(OH－)都增大，则水的电离是吸热的过程；任何条件下，水电离产生的c(H＋)和c(OH－)都相等。4．下列说法正确的是()A．酸式滴定管和量筒都没有“0”刻度线B．使用pH试纸时，不能润湿，否则一定会使测定结果不准确C．若用水润湿过的pH试纸去测pH相等的H2SO4和H3PO4，H3PO4的误差更大D．pH试纸在酸性较强的环境中显红色，在碱性较强的环境中显蓝色[答案]D[解析]酸式滴定管有“0”刻度线，A项错误；pH试纸不能润湿，若溶液呈酸性或碱性，测定结果一定有误差，若呈中性，无误差，B项错误；由于H3PO4是弱酸，H2SO4是强酸，稀释相同倍数后，H3PO4的pH增加的比H2SO4小，所以H2SO4的误差大，C项错误。5．现有下列A、B、C三种常见化学仪器，请回答：(1)名称：A________；B________；C________。(2)分别写出上述仪器最主要的一种用途：A__________________________________________；B__________________________________________；C__________________________________________。(3)用某种仪器测量一液体的体积时，平视读数为nmL，仰视读数为xmL，俯视读数为ymL，若xny，则所使用的仪器可能是________(填“A”、“B”或“C”)。(4)有一支50mL酸式滴定管，其中盛有溶液，液面恰好在10.00mL刻度处，把滴定管中的溶液全部排出，承接在量筒中，量筒中溶液的体积________。A．大于40.0mLB．等于40.0mLC．大于10.0mLD．等于10.0mL[答案](1)量筒酸式滴定管250mL容量瓶(2)量液体体积酸碱中和滴定配制250mL一定物质的量浓度的溶液(3)B(4)A1．温度：由于水的电离过程吸热，故升温使水的电离平衡右移，即加热能促进水的电离，c(H＋)、c(OH－)同时增大，KW增大，pH变小，但c(H＋)与c(OH－)仍相等，故体系仍显中性。2．酸、碱：在纯水中加入酸或碱，酸电离出的H＋或碱电离出的OH－均能使水的电离平衡左移，即酸、碱的加入抑制水的电离。若此时温度不变，则KW不变，c(H＋)、c(OH－)此增彼减。即：加酸，c(H＋)增大，c(OH－)减小，pH变小加碱，c(OH－)增大，c(H＋)减小，pH变大。3．能水解的盐：在纯水中加入能水解的盐，由于水解的实质是盐电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离出的H＋或OH－，所以水解必破坏水的电离平衡，使水的电离平衡右移。即盐类的水解促进水的电离。4．其他因素：向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H＋直接作用，因而同样能促进水的电离。[例1]25℃时，水的电离达到平衡：H2O(l)H＋(aq)＋OH－(aq)ΔH0，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，c(H＋)降低D．将水加热，Kw增大，pH不变[解析]A项，稀氨水是弱碱，加入后水溶液中的c(OH－)增大，平衡逆向移动；B项，NaHSO4溶于水中电离使c(H＋)增大。由于温度不变，故Kw不变；C项，水中加入CH3COONa，CH3COONa发生水解，促进水的电离，使溶液呈碱性，c(H＋)降低；D项，升高温度，水的电离程度增大，Kw变大，pH变小。[答案]B[规律方法]解答此类问题时首先要分清类型：酸溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中的c(OH－)；碱溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中的c(H＋)；盐溶液(或纯水)中H＋、OH－都是由水电离产生的。但强酸弱碱盐中c(H＋)代表水电离的程度，强碱弱酸盐中c(OH－)代表水电离的程度。1．纯水在25℃时的氢离子浓度与90℃时的氢离子浓度的关系是()A．大于B．等于C．小于D．不能肯定[答案]C[解析]水的电离过程是吸热的，所以90℃时纯水电离出的c(H＋)和c(OH－)比25℃时纯水电离出的c(H＋)和c(OH－)大。变式训练2．对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是()[答案]C[解析]A项，抑制水的电离；B项和D项中Fe3＋与CH3COO－都能水解，即都能促进水的电离。1．总体原则(1)若溶液为酸性，先求c(H＋)，再求pH；(2)若溶液为碱性，先求c(OH－)，再由c(H＋)＝KwcOH－求c(H＋)，最后求pH。2．单一溶液的pH计算(1)强酸溶液，如HnA，设其物质的量浓度为cmol·L－1，则c(H＋)＝nc，pH＝－lg[c(H＋)]＝－lgnc。(2)强碱溶液，如B(OH)n，设其物质的量浓度为cmol·L－1，则c(OH－)＝nc，c(H＋)＝10－14/nc，pH＝－lg[c(H＋)]＝14＋lgnc。3．酸碱溶液稀释后溶液的pH(1)强酸、强碱稀释时，溶液体积每稀释到原来的10倍，pH增大或减小1。(2)pH相同的弱酸和强酸以及弱碱和强碱，稀释相同倍数时，弱酸或弱碱的pH变化较小。(3)无论怎样稀释，酸溶液的pH不能等于或大于7，只能趋近于7。这是因为当pH接近6的时候，再加水稀释，由水电离提供的H＋就不能再忽略。同理，碱溶液的稀释也一样。4．混合溶液的pH计算(一元酸、一元碱)(1)两种强酸溶液混合：先根据c(H＋)＝c1H＋·V1＋c2H＋·V2V1＋V2求出混合溶液的c(H＋)。再根据pH＝－lg[c(H＋)]求pH。(2)两种强碱溶液混合：先根据c(OH－)＝c1OH－·V1＋c2OH－·V2V1＋V2求出混合溶液的c(OH－)。再通过Kw求出c(H＋)，最后求pH。(3)强酸溶液与强碱溶液混合。实质是发生中和反应：H＋＋OH－===H2O。首先要比较酸溶液中n(H＋)与碱溶液中n(OH－)的相对大小，若n(H＋)n(OH－)，则混合液显酸性，求出混合溶液的c(H＋)＝cH＋·V1－cOH－·V2V1＋V2。再根据pH＝－lg[c(H＋)]求pH；若n(OH－)n(H＋)，则混合液显碱性，求出混合溶液的c(OH－)＝cOH－·V1－cH＋·V2V1＋V2，再通过Kw求出c(H＋)，最后求pH；若n(H＋)＝n(OH－)，则混合液显中性，常温下，pH＝7。5．若强酸与强碱混合后溶液呈中性，则必有pH酸＋pH碱＝14－lg[V碱/V酸]。6．pH酸＋pH碱＝14的酸碱等体积混合，其规律是“强”、“强”全反应，溶液呈中性；谁弱谁过量，pH由“弱”定。[例2]已知在100℃下，水的离子积KW＝1×10－12，下列说法正确的是()A．0.05mol/L的H2SO4溶液pH＝1B．0.001mol/L的NaOH溶液pH＝11C．0.0