人教版高中化学选修4导学案：3.2水的电离和溶液的酸碱性-第1课时-水的电离和溶液的酸碱性--含答案.doc

第二节水的电离和溶液的酸碱性第1课时水的电离和溶液的酸碱性1.了解水的电离平衡及影响因素。2.了解水的离子积并能进行简单计算。3了解溶液的酸碱性与pH的关系和溶液酸碱性的判断依据与方法。水的电离1水的电离水是一种极弱的电解质，电离方程式为H2OH2OH3OOH，简写为H2OHOH，水的电离常数K电离。2水的离子积常数(1)推导由精确的实验可知，25 时1 L纯水(55.6 mol)只有1107 mol H2O电离，则电离前后c(H2O)几乎不变，可视为常数，又因为K电离为常数，所以c(H)c(OH)K电离c(H2O)为一常数，记为Kw。(2)表达式Kwc(H)c(OH)。25 时，Kw1.01014。(3)影响因素水的离子积Kw只受温度的影响，温度升高，Kw增大。(4)适用范围Kw不仅适用于纯水，还适用于稀的电解质水溶液。3影响水电离平衡的因素常温下，水的电离：H2OHOH改变条件水的电离平衡溶液中c(H)溶液中c(OH)适当升高温度右移增大增大加入少量酸左移增大减小加入少量碱左移减小增大加入活泼金属Na右移减小增大1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)升高温度，水的电离平衡右移，溶液中的c(H)和c(OH)均增大，但Kw不变。()(2)盐酸中无OH，只有H和Cl以及水分子。()(3)某温度下，纯水中c(H)2.0107 mol/L，则此时c(OH) mol/L5108 mol/L。()(4)25 时，0.1 mol/L的盐酸中，由水电离出的c(H)1.01013 mol/L。()答案：(1)(2)(3)(4)2某温度下，测得纯水中的c(H)106 mol/L，则c(OH)为()A106 mol/LB108 mol/LC107 mol/LD无法确定解析：选A。只要是纯水，由水电离出来的氢离子浓度就等于由水电离出来的氢氧根离子浓度。本题易错用常温下水的离子积常数来计算，从而得出错误结论。所以在用水的离子积常数解题时要特别注意温度。水的离子积常数及应用时的注意事项(1)水的离子积Kw只与温度有关，温度越高，Kw越大，所以，使用水的离子积时，必须指明温度，如不指明，则认为是25 。(2)水既可以看作一元弱酸，也可看作一元弱碱。当向水中加入酸时，由于c(H)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H)1107 mol/Lc(OH)；当向水中加入碱时，c(OH)增大，水的电离平衡逆向移动，c(H)1107 mol/L0，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CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，Kw增大，c(H)不变解析：选B。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=NaHSO，c(H)增大，但Kw不变，B项正确；向水中加入少量CH3COOH后，使水的电离平衡逆向移动，c(OH)减小，c(H)增大，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，D项不正确。2下列说法正确的是()A水是极弱的电解质，能微弱电离出H，故严格来说纯水有微弱的酸性B纯水中c(H)c(OH)Kw，Kw是常数，不随任何条件改变C25 时，纯水中c(H)c(OH)1014，稀酸和稀碱溶液中Kwc(H)c(OH)1014D水的电离吸热，故温度升高，平衡向电离方向移动，c(OH)、c(H)增大，水仍呈中性解析：选D。水电离出等量的H和OH，故水呈中性，A错；水的离子积常数是温度的函数，随着温度的升高而增大，B错；25 时，无论是纯水还是稀酸和稀碱溶液中都有c(H)c(OH)1014，C错；水的电离吸热，故温度升高，平衡向电离方向移动，c(OH)、c(H)同等程度增大，故水仍呈中性，D正确。水电离出的c(H)和c(OH)的计算325 时，在等体积的0.5 mol/L 的H2SO4溶液中0.05 mol/L Ba(OH)2溶液中1 mol/L NaCl溶液中纯水中，发生电离的水的物质的量之比是()A110107107 B10710711C10710622 D107106(2107)2解析：选A。25 时，0.5 mol/L H2SO4溶液中c(H)1 mol/L，由水电离出的c水(H)1014 mol/L，0.05 mol/L Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 mol/L，则水电离出的c水(H)1013 mol/L，NaCl和纯水中由水电离出的c水(H)均为107 mol/L。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H)(即发生电离的水的物质的量)之比为10141013107107110107107。4(2017太原高二质检)室温下，把1 mL 0.1 molL1的H2SO4加水稀释成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H，其浓度接近于()A1104 molL1 B1108 molL1C11011 molL1 D11010 molL1解析：选D。温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的氢离子(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。所以，酸溶液中由水电离出的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子的方法。稀释后c(H)(1103 L0.1 molL12)/2 L1104 molL1，c(OH)11014/110411010 molL1。溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)(1)c(H)c(OH)，溶液呈酸性，且c(H)越大，酸性越强；c(H)c(OH)，溶液呈中性；c(H)c(OH)大于107 mol/L小于107 mol/L碱性溶液c(H)c(OH)小于107 mol/L大于107 mol/L2.溶液的酸碱性与pH(1)pH定义：c(H)的负对数，即pHlg c(H)。意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。适用范围：c(H)和c(OH)都较小的稀溶液(14，则c(H)7，呈碱性；(3)若abc(OH)，溶液pH7，呈酸性。 溶液的酸碱性与pH1下列溶液一定呈酸性的是()Ac(H)106 mol/L的溶液BpHc(OH)的溶液D使紫色石蕊试液呈蓝色的溶液解析：选C。酸性溶液是指c(H)c(OH)的溶液；使紫色石蕊试液呈蓝色，说明溶液中c(H)c(OH)；由于未指明温度，不能依据c(H)106 mol/L或pH7来判断溶液的酸碱性。2下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是()A溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强BpH7的溶液可能呈酸性C当溶液中的c(H)或c(OH)较小时，用pH表示其酸碱度更为方便D把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH解析：选D。A项，因pHlg c(H)，所以pH越小，c(H)越大，酸性越强；pH越大，c(H)越小，则c(OH)越大，碱性越强，A项正确；B项，在常温下，pH7的溶液呈酸性，B项正确；C项，当c(H)或c(OH)小于1 mol/L时，使用pH表示其酸碱度更为方便，C项正确；D项，用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入溶液中，正确的做法为取一片pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读取数据，D项错误。溶液pH的计算3常温下，将pH8和pH10的两种氢氧化钠溶液等体积混合。混合后溶液中的H浓度最接近于()A. mol/LB(1081010) mol/LC(10145105) mol/LD21010 mol/L解析：选D。由于碱溶液中c(OH)c(H)故不能用混合前溶液中的c(H)直接求混合后溶液的c(H)。根据水的离子积常数知，pH8和pH10的两种氢氧化钠溶液中的c(OH)分别为106 mol/L和104 mol/L，因此混合后溶液中的c(OH) mol/L，可近似为 mol/L。根据水的离子积常数可知，混合 后溶液中的c(H)21010 mol/L。4常温下，pH3的盐酸和pH10的氢氧化钠溶液按体积之比为19混合，混合液的pH为()A5B6C7 D9解析：选A。设盐酸的体积为1 L，氢氧化钠溶液的体积为9 L，据题意可知盐酸过量，则混合液中：c(H)105 molL1，故混合液的pHlg c(H)5。5已知lg 50.7。(1)pH3的盐酸稀释到原来的10倍，pH_；再稀释100倍，pH_。(2)pH11的氢氧化钠溶液稀释到原来的10倍，pH_； 再稀释10倍，pH_； 再稀释100倍，pH_。(3)pH1的盐酸和pH3的硫酸溶液等体积混合，pH_。(4)pH9和pH11的两种氢氧化钠溶液等体积混合，pH_。(5)pH3的盐酸和pH11的氢氧化钠溶液等体积混合，pH_。(6)pH3的盐酸和pH12的氢氧化钠溶液体积比为_时，混合后pH9。(7)pH1的盐酸与pH12的NaOH溶液混合后溶液呈中性，则二者的体积比为_。解析：(1)稀释10倍，c(H)104 mol/L，pHlg c(H)4; 再稀释100倍，c(H)106 mol/L，pH6。(2)稀释10倍，c(OH)104 mol/L，c(H)1010 mol/L，pHlg c(H)10; 再稀释10倍，c(OH)105 mol/L，c(H)109 mol/L，pHlg c(H)9; 再稀释100倍，由于为碱性溶液，c(OH)接近107 mol/L，故pH接近7(不能等于7)。(3)混合后，溶液中c(H)5102 mol/L，pH2lg 51.3。(4)混合后，溶液中c(OH)5104 mol/L，c(H)1010 mol/L，pHlg c(H)10lg 510.7。(5)混合前，n(H)n(OH)，所以混合后溶液显中性，pH7。(6)混合后，溶液中c(OH)105 mol/L，解得，。(7)pH1的盐酸中c(H)0.1 mol/L；pH12的NaOH溶液中c(OH)0.01 mol/L，0.1 mol/LV10.01 mol/LV2，V1V2110。答案：(1)46(2)109接近7(3)1.3(4)10.7(5)7(6)999101(7)110溶液稀释时的pH变化6如图所示，能表示人体大量喝水时，胃液pH变化的图像的是()解析：选A。胃液中含有HCl，有一定酸性。大量喝水相当于对盐酸稀释，其酸性减弱，pH增大。但溶液再稀也保持酸性，则pH一定小于7。A图像符合题意。7pH2的A、B两种酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其中pH与溶液体积V的关系如图所示，下列说法正确的是 ()AA、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等B稀释后，A酸溶液的酸性比B酸溶液强Ca5时，A是强酸，B是弱酸D一定有关系：5a2解析：选C。由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH增大程度不同，说明两种酸的强弱不同，故pH2的两种酸的浓度一定不同，A项错误。由图像知，稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH，则A中c(H)小于B中c(H)，A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱，B项错误。a5时，表明pH2的A酸溶液稀释1 000倍后pH增加3，故A一定是强酸；pH2的B酸溶液稀释1 000倍后pH5，说明B酸溶液中存在酸的电离平衡，则B是弱酸，C项正确。若A、B都是弱酸，稀释1 000倍后，A、B两溶液pH均要增大，而增加的值均小于3，有5a2，若A是强酸，则a5，D项错误。重难易错提炼1.Kw与化学平衡常数一样，温度一定，Kw一定，所以稀释酸(或碱)性溶液时，溶液中的氢氧根离子(或氢离子)浓度是增大的。2.溶液的酸碱性与氢氧根离子浓度和氢离子浓度的相对大小有关，与某一种离子浓度大小无关。3.用蒸馏水润湿的pH试纸测定某溶液的pH时，不一定会产生误差，如测量NaCl溶液的pH。4.溶液pH计算“一个凡是”和“一个必须”(1)凡是单一酸溶液、酸酸混合溶液、酸碱混合酸过量时，均直接求c(H)，再求pH。(2)单一碱溶液、碱碱混合溶液、酸碱混合碱过量时，必须先求c(OH)，再求c(H)，最后求pH。5.溶液的稀释规律“两情况”(1)酸稀释，pH增大，强酸(或弱酸)每稀释10n倍，其pH增大(或增大不到)n个单位，不能增大超过7。(2)碱稀释，pH减小，强碱(或弱碱)每稀释10n倍，其pH减小(或减小不到)n个单位，不能减小低于7。课后达标检测基础巩固1(2017淄川高二检测)最近科学杂志评出10大科技突破，其中“火星上找到水的影子”名列第一。下列关于水的说法中正确的是()A水的离子积仅适用于纯水B水的电离需要通电C升高温度一定使水的离子积增大D加入电解质一定会破坏水的电离平衡解析：选C。水的离子积适用于稀的电解质水溶液及纯水，A项错误；水的电离不需要通电，B项错误；水的电离是吸热过程，温度升高，促进水的电离，水的离子积增大，C项正确；不是所有的电解质都能破坏水的电离平衡，如NaCl，D项错误。2下列说法正确的是()A强碱的水溶液中不存在HBpH0的溶液是酸性最强的溶液C在温度不变时，水溶液中c(H)和c(OH)不能同时增大D某温度下，纯水中c(H)2107 molL1，其呈酸性解析：选C。在所有水溶液中均存在H和OH，故A错；pH0的溶液中c(H)1.0 molL1，并不是酸性最强的溶液，故B错；温度一定时，c(H)c(OH)是一个定值，故二者不能同时增大，故C对；纯水中，c(H)c(OH)，呈中性，故D错。3(2017衡水联考)用pH试纸测定溶液pH的正确操作是()A将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央，再与标准比色卡对照B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央，再与标准比色卡对照C将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D将一小条试纸用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照解析：选A。pH试纸的正确使用方法是把一小块pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡对照来确定溶液的pH。4. 常温下，将10 mL pH1的CH3COOH加水稀释至100 mL后，溶液的pH为()ApH2B2pH7C1pH2 D无法判断解析：选C。10 mL稀释至100 mL，稀释了10倍，pH1的弱酸稀释后1pHc(OH)的是_。8、晶体的形状多种多样，但都很有规则。有的是立方体，有的像金字塔，有的像一簇簇的针有的晶体较大，肉眼可见，有的较小，要在放大镜或显微镜下才能看见。A向纯水中投入少量Na2O28、晶体的形状多种多样，但都很有规则。有的是立方体，有的像金字塔，有的像一簇簇的针有的晶体较大，肉眼可见，有的较小，要在放大镜或显微镜下才能看见。B将水加热煮沸C向水中通入SO2答：火柴燃烧、铁钉生锈、白糖加热等。D向水中加入K2SO4解析：(1)水的电离是吸热过程，当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中c(H)、c(OH)都增大，结合图像中A、B曲线变化情况及c(H)、c(OH)可以判断 25 时水的电离平衡曲线应为A。15、经过有效处理的废水，可以排放到湖泊、河流和海洋中，也可以渗入地下。(2)影响水电离平衡的因素很多。A项生成NaOH，使c(OH)c(H)；B项可促进水的电离，但c(H)c(OH)；C项SO2可与水反应生成H2SO3，抑制水的电离，但H2SO3HHSO，使c(H)c(OH)；D项对水的电离无影响。8、晶体的形状多种多样，但都很有规则。有的是立方体，有的像金字塔，有的像一簇簇的针有的晶体较大，肉眼可见，有的较小，要在放大镜或显微镜下才能看见。答案：(1)A水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c(H)、c(OH)小(2)C能力提升12已知100 时，0.01 molL1 NaHSO4溶液中由水电离的 c(H)1010 molL1，该温度下将pH8的Ba(OH)2 溶液V1 L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合，所得溶液pH7，则V1V2为()A29B19C11 D12解析：选A。根据100 时，0.01 molL1 NaHSO4溶液中由水电离的c(H)1010 molL1，确定水的离子积为1.01012，该温度下将pH8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合，所得溶液pH7，溶液呈碱性，所以c(OH)105 molL1(104V1105V2)/(V1V2)，则V1V229。13某温度下水的离子积Kw1013，在此温度下，将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的H2SO4溶液Vb L混合，下列说法正确的是()A若所得混合液为中性，且a12，b2，则VaVb11B若所得混合液pH7，且ab12，则VaVb1001C若所得混合液的pH10，且a12，b2，则VaVb19D若所得混合液的pH10，且a12，b2，则VaVb10199解析：选C。A项，c(OH)101 molL1，c(H)102 molL1。若VaVb11，此时溶液呈碱性，错误。B项，106，错误。C、D项，103，19，C正确、D错误。14下列说法正确的是()A将pH5的硫酸溶液稀释500倍后溶液中c(SO)c(H)110B常温下，将pH4的碳酸溶液稀释1 000倍后溶液pH7C常温下，将pH9的氢氧化钠溶液稀释100倍后溶液pH7D常温下，将0.01 molL1的硫酸溶液稀释100倍后溶液pH4解析：选A。pH5的硫酸溶液稀释500倍后，c(SO)1105 molL11108 molL1，由于水的电离，c(H)1107 molL1，c(SO)c(H)(1108)(1107)110，故A正确；无论是酸还是碱的稀溶液，无限稀释时，溶液的pH只能接近于7，但不能等于7，故B、C错误；c(H)0.01 molL122104 molL1，pHlg(2104)3.7，故D错误。15(2017泰安高二检测)对于常温下pH1的硝酸溶液：(1)若升温到100 ，溶液中的c(OH)11011 molL1，则100 时水的离子积为_。(2)该溶液中硝酸电离出的c(H)与水电离出的 c(H)之比为_。(3)该溶液中水电离出的c(H)与pH3的硝酸中水电离出的c(H)之比为_。(4)加水稀释，水的电离平衡_(填“向左”“向右”或“不”)移动。解析：(1)pH1的硝酸溶液c(H)101 molL1，若升温到100 ，Kwc(H)c(OH)1011101111012。(2)水电离出的c(H)等于水电离出的c(OH)，即 molL11013 molL1，所以该溶液中硝酸电离出的c(H)与水电离出的c(H)之比为101 molL11013 molL110121。(3)pH1的硝酸溶液中水电离出的c(H)为1013 molL1。pH3的硝酸溶液中c(H)H2Oc(OH)H2OmolL11011 molL1，故pH1的硝酸溶液与pH3的硝酸溶液中水电离出的c(H)之比为。(4)加水稀释，c(H)减小，对水的抑制作用减弱，水的电离平衡向右移动。答案：(1)11012(2)10121(3)1100(4)向右16下表是不同温度下水的离子积数据：温度/25