（江苏专用）2020版高考化学 专题六 第2讲 水的电离和溶液的酸碱性课件

第2讲水的电离和溶液的酸碱性【2020·备考】最新考纲：1.理解水的电离和水的离子积常数。2.了解溶液pH的定义，能进行溶液pH的简单计算。3.初步掌握中和滴定的原理和方法。4.初步掌握测定溶液pH的方法。新课标要求：认识水的电离，了解水的离子积常数，认识溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液pH，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。最新考情：水的电离和溶液的酸碱性一般以选择题形式呈现，一是结合离子共存问题考查溶液的酸碱性，如2017年T9；二是在原理小综合题中考查溶液的酸碱性和pH的计算，如2015年T11B；三是在以图像形式考查滴定曲线，如2018年13C、2016年T10D，还有就是在选择题中结合盐类水解知识考查等等。预测2020年高考延续这一命题特点，就是在选择题某一选项中以文字或者图像的形式出现。考点一水的电离1.水的电离H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为___________________。[知识梳理]H2OH＋＋OH－2.水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)。(1)室温下：Kw＝_________。(2)影响因素：只与_________有关，升高温度，Kw_________。(3)适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的_________水溶液。(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。1×10－14温度增大电解质3.外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH－)c(H＋)酸减小减小增大碱减小增大减小可水解的盐Na2CO3增大增大减小NH4Cl增大减小增大温度升温增大增大增大降温减小减小减小其他：如加入Na增大增大减小逆不变逆不变正不变正不变正增大逆减小正不变名师助学：①水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积，所以与其说Kw是水的离子积常数，不如说是水溶液中的H＋和OH－的离子积常数。即Kw不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O。②水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。③比较由H2O电离产生的c(H＋)的大小时，可先对物质进行分类，酸碱抑制水的电离，能水解的盐促进水的电离。[题组诊断]外界条件对水的电离平衡的影响1.一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是()A.升高温度，可能引起由c向b的变化B.该温度下，水的离子积常数为1.0×10－13C.该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化D.该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化解析c点、b点对应相同的温度，A项错误；根据b点对应的纵坐标和横坐标都为1.0×10－7mol·L－1可知，水的离子积常数为1.0×10－14，B项错误；FeCl3为强酸弱碱盐，可水解使溶液呈酸性，C项正确；c、d点对应的c(H＋)相同，c(OH－)不同，但由于Kw只与温度有关，所以温度不变时，稀释溶液不可能引起c向d的变化，D项错误。答案C2.如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是()A.两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝KwB.M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)C.图中T1＜T2D.XZ线上任意点均有pH＝7解析由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw，A项正确；由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)，B项正确；温度越高，水的电离程度越大，电离出的c(H＋)与c(OH－)越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，只有当c(H＋)＝10－7mol·L－1时，才有pH＝7，D项错误。答案D【方法技巧】(1)任何情况下水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的。(2)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。(3)水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－不一定是水电离出来的。c(H＋)和c(OH－)均指溶液中的H＋或OH－的总浓度。这一关系适用于任何稀的水溶液。(4)室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1的溶液可能呈强酸性或强碱性，故在该溶液中HCO－3、HSO－3均不能大量共存。3.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比(①∶②∶③∶④)是()①pH＝0的盐酸②0.1mol·L－1的盐酸③0.01mol·L－1的NaOH溶液④pH＝11的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3水电离出的c(H＋)和c(OH－)的计算解析①中c(H＋)＝1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(OH－)相等，等于1.0×10－14mol·L－1；②中c(H＋)＝0.1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1；③中c(OH－)＝1.0×10－2mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(H＋)相等，等于1.0×10－12mol·L－1；④中c(OH－)＝1.0×10－3mol·L－1，同③所述由水电离出的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1。即(1.0×10－14)∶(1.0×10－13)∶(1.0×10－12)∶(1.0×10－11)＝1∶10∶100∶1000，A项正确。答案A4.某温度下(Kw＝1×10－12mol2·L－2)，计算下列溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)。(1)蒸馏水中c(H＋)水＝________。(2)0.1mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)水＝________。(3)pH＝11Na2CO3溶液中c(OH－)水＝________。解析(1)c(H＋)水＝1×10－12mol2·L－2＝1×10－6mol·L－1。(2)c(OH－)＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝1×10－120.1mol·L－1＝1×10－11mol·L－1，c(OH－)水＝c(H＋)水＝c(H＋)＝1×10－11mol·L－1。(3)pH＝11，c(H＋)＝1×10－11mol·L－1，c(OH－)＝1×10－121×10－11mol·L－1＝0.1mol·L－1。答案(1)1×10－6mol·L－1(2)1×10－11mol·L－1(3)0.1mol·L－1【方法技巧】水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算技巧(25℃时)：(1)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1。(2)酸或碱抑制水的电离，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＜10－7mol·L－1，当溶液中的c(H＋)＜10－7mol·L－1时就是水电离出的c(H＋)；当溶液中的c(H＋)＞10－7mol·L－1时，就用10－14除以这个浓度即得到水电离的c(H＋)。(3)可水解的盐促进水的电离，水电离的c(H＋)或c(OH－)均大于10－7mol·L－1。若给出的c(H＋)＞10－7mol·L－1，即为水电离的c(H＋)；若给出的c(H＋)＜10－7mol·L－1，就用10－14除以这个浓度即得水电离的c(OH－)。考点二溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性常温下，溶液的酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系：[知识梳理]溶液的酸碱性c(H＋)与c(OH－)比较c(H＋)大小酸性溶液c(H＋)_____c(OH－)c(H＋)____1×10－7mol·L－1中性溶液c(H＋)_____c(OH－)c(H＋)____1×10－7mol·L－1碱性溶液c(H＋)_____c(OH－)c(H＋)____1×10－7mol·L－1＝＝2.溶液的pH(1)表达式为_________________。(2)使用范围：pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H＋)≤1mol·L－1或c(OH－)≤1mol·L－1的电解质溶液，当c(H＋)或c(OH－)≥1mol·L－1时，直接用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性。pH＝－lgc(H＋)3.pH试纸的使用把小片试纸放在_________或玻璃片上，用洁净干燥的_________蘸取待测液滴在干燥的pH试纸的中部，观察变化稳定后的颜色，___________________即可确定溶液的pH。名师助学：①溶液呈现酸性或碱性决定于c(H＋)与c(OH－)的相对大小，不能只看pH，一定温度下pH＝6的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。②使用pH试纸时不能用蒸馏水润湿。③广泛pH试纸只能测出pH的整数值。表面皿玻璃棒与标准比色卡对比1.下列溶液一定呈酸性的是()A.含有H＋离子的溶液B.c(H＋)＞(Kw)1/2C.pH小于7的溶液D.使石蕊试液显紫色的溶液解析任何水溶液都含有H＋离子不一定显酸性，A项错误；Kw＝c(H＋)·c(OH－)，因c(H＋)＞(Kw)1/2所以c(H＋)＞c(OH－)，溶液显酸性，B项正确；pH小于7的溶液不一定显酸性，和温度有关，100℃是pH＝6为中性，C项错误；石蕊试液显紫色说明为中性，D项错误。答案B[题组诊断]溶液酸碱性及pH的概念理解2.判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。(1)相同浓度的盐酸和NaOH溶液等体积混合()(2)相同浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合()(3)相同浓度氨水和盐酸等体积混合()(4)pH＝2的盐酸和pH＝12的NaOH溶液等体积混合()(5)pH＝3的盐酸和pH＝10的NaOH溶液等体积混合()(6)pH＝3的盐酸和pH＝12的NaOH溶液等体积混合()(7)pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合()(8)pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合()解析(1)相同浓度的盐酸和NaOH溶液等体积混合，恰好中和，溶液呈中性。(2)相同浓度的CH3COOH溶液和NaOH溶液等体积混合，生成强碱弱酸盐，CH3COO－水解使溶液呈碱性。(3)相同浓度氨水和盐酸等体积混合，生成强酸弱碱盐，NH＋4水解使溶液呈酸性。(4)pH＝2的盐酸和pH＝12的NaOH溶液等体积混合，恰好中和，溶液呈中性。(5)pH＝3的盐酸和pH＝10的NaOH溶液等体积混合，HCl过量，溶液呈酸性。(6)pH＝3的盐酸和pH＝12的NaOH溶液等体积混合，NaOH过量，溶液呈碱性。(7)pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的NaOH溶液等体积混合，CH3COOH过量，溶液呈酸性。(8)pH＝2的盐酸和pH＝12的氨水等体积混合，氨水过量，溶液呈碱性。答案(1)中性(2)碱性(3)酸性(4)中性(5)酸性(6)碱性(7)酸性(8)碱性【归纳总结】室温下，已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合酸碱性分析(1)两强混合：①若pH之和等于14，则混合后溶液显中性，pH＝7。②若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH＞7。③若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH＜7。(2)一强一弱混合——“谁弱显谁性”。pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元强碱和一元弱酸等体积混合呈酸性。3.常温下，pH＝1的H2SO4和pH＝12的NaOH溶液按体积比2∶9混合，混合后溶液的pH为(忽略体积变化)()A.9B.10C.2D.3溶液pH的计算解析常温下，pH＝1的H2SO4(氢离子浓度是0.1mol/L)和pH＝12的NaOH溶液(氢氧根离子浓度是0.01mol/L)按体积比2∶9混合后酸过量，混合后溶液中氢离子浓度是0.1×2－0.01×92＋9mol/L＝0.01mol/L，因此溶液的pH＝2。答案C4.某温度时水的