2021高考化学一轮复习 第8章 水溶液中的离子平衡 第2节 水的电离和溶液的酸碱性教学案 新人教版

1第二节水的电离和溶液的酸碱性考纲定位要点网络1.了解水的电离，离子积常数。2.了解溶液pH的定义及其测定方法。能进行pH的简单计算。3.掌握酸碱中和滴定实验及其应用。水的电离1．水的电离(1)水是极弱的电解质，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－。(2)25℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。2．水的离子积表达式Kw＝c＋c－影响因素只与温度有关，随着温度的升高Kw增大25℃时，Kw＝1×10－14，100℃时Kw＝1×10－12适用范围Kw适用于纯水及稀的电解质水溶液，Kw表达式中c＋和c－均是溶液中的H＋、OH－的总浓度而不是单指水电离的3．c(H＋)与c(OH－)的反比关系图像(1)A、B线表示的温度AB。(2)a、b、c三点表示溶液的性质分别为中性、酸性、碱性。提醒：①曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。②实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改2变温度。4．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＋)外加酸碱酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小外加可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小[基础判断](1)纯水中c(H＋)随温度升高而增大，pH小于7；水呈酸性。()(2)水中加酸，抑制水的电离，故Kw变小。()(3)25℃，pH＝3的盐酸、NH4Cl溶液中，水电离出的c(H＋)H2O前者小。()(4)溶液呈酸性，溶液中c(H＋)H2O增大。()(5)25℃时，0.10mol·L－1NaHCO3溶液加水稀释后，c(H＋)与c(OH－)的乘积变大。()(6)水中加入NaOH固体，水的电离左移，c(H＋)减小，c(OH－)增大。()[答案](1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√[知识应用]1．甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H＋)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H＋)浓度增大，H＋与OH－中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。[答案]甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H＋)增大，c(H＋)·c(OH－)Kw，平衡左移。或加入酸，H＋与OH－反应生成H2O，水增多，实质仍是水的电离左移。2．25℃时，pH＝4的醋酸溶液与NH4Cl溶液中c(H＋)H2O相等吗？为什么？[答案]不相等，醋酸电离出的H＋抑制水的电离，而NH4Cl电离出的NH＋4结合OH－，促进了水的电离。命题点1水的电离和影响因素31．25℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－ΔH0，下列叙述正确的是()A．向水中加入Na2CO3固体，平衡逆向移动，c(H＋)减小，c(OH－)增大B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw增大C．向水中加入少量固体CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)增大D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变[答案]C2．在不同温度下，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。下列有关说法中正确的是()A．若从a点到c点，可采用在水中加入酸的方法B．b点对应的醋酸中由水电离出的c(H＋)＝10－6mol·L－1C．c点对应溶液的Kw大于d点对应溶液的KwD．T℃时，0.05mol·L－1Ba(OH)2溶液的pH＝11D[a点对应的c(H＋)和c(OH－)相等，c点对应的c(H＋)和c(OH－)也相等，溶液一定呈中性，从a点到c点，可以采用升温的方法，A错误；Kw只与温度有关，同温度下不同酸碱性溶液的Kw相同，a点和b点的Kw都是10－14，c点和d点的Kw都是10－12，酸和碱溶液都会抑制水的电离，酸溶液中由水电离出的c水(H＋)与溶液中的c(OH－)相等，即b点时c水(H＋)＝c(OH－)＝10－8mol·L－1，B、C均错误；T℃时，Kw＝10－12,0.05mol·L－1Ba(OH)2溶液中c(H＋)＝10－11mol·L－1，pH＝11，D正确。]命题点2溶液中水电离出的c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的计算3．(2019·韶关模拟)已知NaHSO4在水中的电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO2－4。某温度下，向c(H＋)＝1×10－6mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1×10－2mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是()A．该温度高于25℃B．由水电离出来的H＋的浓度为1×10－10mol·L－1C．加入NaHSO4晶体抑制水的电离D．取该溶液加水稀释100倍，溶液中的水电离出的c(H＋)减小D[A项，Kw＝1×10－6×1×10－6＝1×10－12，温度高于25℃；B、C项，NaHSO4电离出的H＋抑制H2O电离，c(H＋)H2O＝c(OH－)＝1×10－10mol·L－1；D项，加H2O稀释，c(H＋)减小，H＋对H2O电离的抑制减小，c(H＋)H2O增大。]44．(1)25℃，pH＝10的NaOH溶液和Na2CO3溶液中，水电离出的c(OH－)H2O分别为________，________。(2)25℃，pH＝4的溶液中，水电离出的c(H＋)H2O为_______。(3)25℃，溶液中c(H＋)H2O＝1×10－10mol·L－1的溶液的pH为________；溶液中c(H＋)H2O＝1×10－4mol·L－1的溶液的pH为________。[答案](1)1×10－10mol·L－11×10－4mol·L－1(2)1×10－10mol·L－1或1×10－4mol·L－1(3)4或104或10溶液中c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的计算(1)酸溶液c＋＝c酸＋＋c水＋c水－＝c水＋＝c－酸溶液中，H＋来源于酸的电离和水的电离，而OH－只来源于水的电离。(2)碱溶液c－＝c碱－＋c水－c水＋＝c水－＝c＋碱溶液中，OH－来源于碱的电离和水的电离，而H＋只来源于水的电离。(3)水解呈酸性的盐溶液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)。水电离出的OH－部分结合弱碱离子生成弱碱而减小。(4)水解呈碱性的盐溶液：c(OH－)H2O＝c(H＋)H2O＝c(OH－)。水电离出的H＋部分结合酸根而减小。注意：溶液的酸、碱性一定要分清是酸、碱引起还是盐水解引起。命题点3酸碱反应过程中c(H＋)H2O或c(OH－)H2O5．(2018·郑州一模)常温下，向20mL0.1mol·L－1氨水中滴加一定浓度的稀盐酸，溶液中由水电离出的氢离子浓度随加入盐酸体积的变化如图所示。则下列说法正确的是()A．常温下，NH3·H2O的电离常数K约为1×10－5B．b、d两点的c(H＋)H2O＝1×10－7mol·L－1，说明两点溶液均为中性C．c点表示恰好反应生成NH4Cl，其溶液中c(NH＋4)＝c(Cl－)D．d点溶液的溶质只有NH4ClA[B项，b点溶液中有NH3·H2O和NH4Cl呈中性，d点溶液中有NH4Cl和HCl，呈酸性，5错误；C项，c点溶液呈酸性，根据c(NH＋4)＋c(H＋)＝c(Cl－)＋c(OH－)知c(Cl－)＞c(NH＋4)，错误；D项，d点溶液中盐酸过量，溶质有NH4Cl和HCl，错误。]6．常温下，向20.00mL0.1mol·L－1HA溶液中滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lgc水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示，下列说法中不正确的是()A．常温下，Ka(HA)约为10－5B．M、P两点溶液对应的pH＝7C．b＝20.00D．M点后溶液中均存在c(Na＋)＞c(A－)B[M点为HA与NaA的混合物，为中性，pH＝7，N为恰好反应，pH＞7，P点为NaA与NaOH的混合物，为碱性，pH＞7，B错误。]酸、碱反应过程中某些性质的变化(以氨水中滴加盐酸为例)⇒α水：abcde性质：a点为碱性，b点为中性，c、d、e点为酸性，c点为恰好反应点溶液的酸碱性与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。(1)酸性溶液：c(H＋)＞c(OH－)，常温下，pH＜7。(2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。(3)碱性溶液：c(H＋)＜c(OH－)，常温下，pH＞7。[补短板]pH＝7或c(H＋)＝10－7mol·L－1的溶液不一定呈中性，因水的电离与温度有关，常温时，6pH＝7或c(H＋)＝10－7mol·L－1溶液呈中性，100℃时pH＝6或c(H＋)＝1×10－6mol·L－1呈中性。2．溶液的pH(1)定义式：pH＝－lg_c(H＋)。(2)溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)①由图示关系知，pH越小，溶液的酸性越强。②pH一般表示c(H＋)≤1mol·L－1的酸溶液或c(OH－)≤1mol·L－1的碱溶液。(3)测量①pH试纸法pH试纸的使用方法：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。②pH计法常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。[补短板](1)pH试纸不能伸入待测液中。(2)pH试纸不能事先润湿，用润湿的试纸测酸性溶液pH偏大，测碱性溶液pH偏小。(3)用广泛pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，读数不会出现小数。[基础判断](1)任何温度下的酸性溶液中c(H＋)大于c(OH－)，且c(H＋)＞1×10－7mol·L－1。()(2)任何温度下的中性溶液中c(H＋)＝Kw。()(3)100℃时，pH＝2和pH＝12的任何溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－2mol·L－1。()(4)测定醋酸钠溶液pH的操作为用玻璃棒蘸取溶液，点在湿润的pH试纸上。()(5)25℃，pH＝6的稀盐酸稀释100倍，溶液的pH＝8。()(6)用pH试纸可以测定氯水或酸性KMnO4溶液的pH。()[答案](1)×(2)√(3)×(4)×(5)×(6)×[知识应用]1．25℃，pH＝3的HA溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合，混合溶液呈什么性质？请分析。7[答案]当HA为强酸时，酸、碱恰好反应，溶液为中性；当HA为弱酸时，HA浓度较大，酸过量，溶液为酸性。2．(1)25℃，0.01mol·L－1的HA溶液(αHA＝1%)的pH＝_____。(2)25℃，0.05mol·L－1Ba(OH)2溶液的pH＝______。(3)T℃，纯水中pH＝6，则该温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液的pH＝________。(4)25℃，0.01mol·L－1的BOH溶液[Kb(BOH)＝1×10－8]的pH＝________。[答案](1)4(2)13(3)10(4)9命题点1溶液酸、碱性的判断1．常温下，溶液的pH最大的是()A．0.02mol·L－1氨水与水等体积混合后的溶液B．pH＝2的盐酸与pH＝12的NaOH溶液等体积混合后的溶液C．0.02mol·L－1盐酸与0.02mol·L－1氨水等体积混合后的溶液D．0.01mol·L－1盐酸与0.03mol·L－1氨水等体积混合后的溶液A[A项混合后得到0.01mol·L－1氨水，NH3·H2O不能完全电离，则c(OH－)0.01mol·L－1,7pH12；B项混合后得到NaCl溶液，pH＝7；C项混合后得到NH4Cl溶液，该溶液因NH＋4水解而呈酸性，pH7；D项混合后得到0.01mol·L－1氨水和0.005mol·L－1NH4Cl的混合溶液，相当于往A项溶液中加入NH4Cl，NH3·H2O的电离平衡逆向移动，c(OH