《水的电离与溶液的pH》导学案.doc

高三化学 HX—12—XX4—005
《水的电离与溶液的pH》导学案
编写人：杨雪姣 审核人：周树全 2013-1-4
班级： 组别： 组名： 姓名：
【学习目标】
1．掌握测定溶液pH的方法及相关计算。
2．学会使用滴定管，能进行酸碱滴定，并能绘制滴定过程中的pH变化曲线，了解酸碱中和过程中溶液pH的变化规律。
【重点难点】
溶液混合pH的计算。
【学法指导】 归纳法
【学习过程】
【基础梳理】
1．水的电离和水的离子积
⑴水的电离和电离平衡：水是一种 电解质，它能微弱地电离，生成 和 离子，电离方程式为 ，简写为： ；ΔH<0。在一定温度下，纯水电离生成的c（H+）=c（OH-），实验测得在25°C时，c（H+）=c（OH-）= 。 此时水的电离度为 。
⑵影响水的电离平衡的因素：
①温度：当温度升高时，水的电离平衡向 方向移动，这时水中的c（H+）、c（OH-）如何变化？
②浓度：往水中加入酸或碱，水的电离平衡的移动方向是 ，若往水中加入强碱弱酸盐或强酸弱碱盐，水的电离平衡的移动方向是 ，
⑶水的离子积：在一定温度下，水中或 中c（H+）与c（OH-）的乘积是一个常数，用Kw表示，称为水的离子积常数，温度不同，Kw不同，在25°C时，Kw= = ；当温度升高时，Kw将 ，比如在100°C时，Kw= ，此时水的电离度为 。在常温下，c（H+）=0.01mol/L的强酸溶液与c（OH-）=0.01mol/L的强碱溶液中,Kw= ，水的电离度= 。
2．溶液的酸碱性和pH值
⑴溶液的酸碱性：25°C时：中性溶液c（H+）=c（OH-）= pH= ；酸性溶液 ；碱性溶液 ；溶液的酸碱性与溶液PH值是否等于7 (填有关或无关），与溶液中c（H+）和c（OH-）的 有关。
⑵溶液的pH值：
表达式： ，pH值适合于表示 溶液的酸碱性。
3．酸、碱批示剂及溶液pH值的实验测定方法
⑴常用指示剂及变色范围
指示剂
变色范围
甲基橙

酚酞

石蕊

⑵测定溶液pH值方法：
精确方法：pH计法
常用方法：pH试纸法 。不能先用水湿润pH试纸的原因是 。
【考点解析】
1．水的电离和影响因素
⑴水是一个极弱的电解质，存在电离平衡： H2OH++OH-
(2)影响水电离平衡的因素
①酸、碱：在纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，若温度不变，ＫW不变，c（Ｈ＋）发生改变，pＨ也随之改变；若向水中加入酸，则c（H+）增大，c（OH－）变小，pH变小。
②温度：若升温，由于水电离吸热，升温将促进水的电离，故平衡右移，c（H+）、c（OH－）同时增大，pH变小，但由于c（H+）与c（OH－）始终保持相等，故仍显中性。
③易水解的盐：在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大，但只要温度不变，ＫW不变。
④其他因素：如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H+直接作用，因而促进了水的电离平衡向电离的方向移动。
2．溶液酸碱性的基本规律
（1）溶液酸碱性判定规律
①pH相同的酸，酸越弱，酸物质的量浓度越大；pH相同的碱，碱越弱，碱物质的量浓度越大。
②酸与碱的pH之和为14，且等体积混合时，强酸与强碱混合，pH=7；强酸与弱碱混合，pH＞7;强碱与弱酸混合，pH＜7。
（2）稀释后溶液pH的变化规律
①对于强酸溶液，每稀释10n倍，pH增大n个单位（增大后不超过7）。
②对于强碱溶液，每稀释10n倍，pH减小n个单位（减小后不小于7）。
③对于pH相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱）稀释相同倍数时，pH变化不同，其结果是强酸或强碱的变化的程度大。
④对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，pH变化不同，其结果是强酸稀释后pH增大得比弱酸快（强碱、弱碱类似）。
3．溶液pH的计算
（1）单一溶液的pH计算
①强酸溶液，如HnA，设浓度为c mol·L－1，
c（H+）＝nc mol·L－1，pH＝－lgc（H+）＝－lgnc。
②强碱溶液，如 B（OH）n，设浓度为c mol·L－1，
c（H+）＝ mol·L－1，pH＝－lgc（H+）＝14＋lgnc。
（2）酸、碱混合pH计算
①两强酸混合c混（H+）＝
②两强碱混合c混（OH－）＝
③强酸与强碱混合

（3）混合溶液pH的计算
①两种pH不同的强酸溶液混合时，要先求出混合后溶液中c（H+），再求其pH，当等体积混合时，可用速算法，即
ΔpH=1时，pH合=pH小+0.26 ΔpH≥2时，pH合=pH小+0.3
②两种强碱的稀溶液混合时，必须先求出混合后溶液中c（OH－），再利用KW换算成c（H+）求其pH。
当等体积混合时也可用速算法：ΔpH=1时，pH合=pH大－0.26 ΔpH≥2时，pH合=pH大－0.3
(4）稀强酸与稀强碱溶液混合后pH的计算，要先根据H++OH－==== H2O计算出哪种物质过量，然后计算出过量的c（H+）或c（OH－），再求其pH。
(5）pH之和等于14的两种溶液以等体积相混合时，其混合溶液的pH的判断：
①若两者都是强电解质，则混合后pH=7。
②若酸为强酸，碱为弱碱，则混合后pH>7。
③若酸为弱酸，碱为强碱，则混合后pH<7。
(6）等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后溶液的pH的判断：
①强酸和强碱混合，pH=7；②强酸和弱碱混合，pH<7；③弱酸和强碱混合，pH>7；④弱酸和弱碱混合，pH由强者决定；⑤未注明酸、碱强弱时，pH无法判断。
(7）等体积强酸（pH1）和强碱（pH2）混合：
①若溶液呈中性，二者pH之和为14。
②若溶液呈碱性，二者pH之和大于14。
③若溶液呈酸性，二者pH之和小于14。
【典型例题】
【例1】体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于
A．9.0 B．9.5 C．10.5 D．11.0
解析： 方法一：盐酸与某一元强碱恰好完全反应时：n（OH－）=n（H+）。所以有c（OH－）×10V=c（H+）·V，c（OH－）=，c（OH－）==10－3.5 mol·L－1
pH=－lgc（H+）=－lg=－lg=－lg10－10.5=10.5。所以选择C选项。
方法二：若1体积pH＝2.5的盐酸和1体积某浓度的该一元强碱恰好完全反应，则酸中H+浓度等于碱中OH上标－浓度，两者的pH之和等于14，也就是碱的pH＝11.5。将该溶液稀释10倍，就得到题中所用的强碱溶液，其pH减小1，等于10.5。
答案: C。
【例2】在pH都等于9的NaOH溶液和CH3COONa溶液中，设由水电离产生的OH-离子浓度分别为A和B，则A和B的关系是
A. B.
C. D.
解析：本题是在纯水中加入碱和盐溶液后判断水的电离情况。pH等于9的NaOH溶液中，C（H+）= ，而NaOH只提供OH-，不提供H+，所以溶液中的H+就是水提供的，即A= 。
pH=9的CH3COONa溶液中, C（H+）= ，由知C（OH—） =，CH3COONa不提供H+和OH—，两者全部来自于水的电离，故水电离出来的C（H+）、C（OH—），即B=，所以答案为B。应指出的是，这里的，因水电离出来的有相当一部分转化为CH3COOH了。本题也可以根据“酸碱抑制，盐促进”来估算，立即得答案为B。
答案：B
【例3】 常温下的两种一元酸溶液A和B，分别加水1000倍稀释，其pH与所加水的体积变化如下图所示，则下列结论中正确的是
A. A酸比B酸的电离程度小 B. B酸比A酸容易电离
C. B是弱酸，A是强酸 D. pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大
解析：如果一元酸是强酸，pH=1时，，加水稀释103倍后，。如果是一元弱酸，则。从图上可以看出A酸为强酸而B酸是弱酸。pH=1时，B酸的物质的量浓度比A酸大。所以C和D是正确的。
答案：CD

【当堂检测】
1、（2012课标11,6）已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将温度为a mol/L 的一元酸HA和b mol/L 的一元碱BOH等体积混合，可断定该溶液呈中性的依据是（ ）
A、a=b B、混合溶液的pH=7
C、混合溶液中，c(H+)=√Kw D、混合溶液中，c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
2、（上海化学，7）水中加入下列溶液对水的电离平衡不产生影响的是（ ）
A、NaHSO4 溶液 B、KF溶液 C、硫酸铝钾溶液 D、NaI溶液
3、（2011全国，6）等浓度的下列稀溶液：①乙酸、②苯酚、③碳酸、④乙醇，它们的pH由小到大排列正确的是（ ）
A、④②③① B、③①②④ C、①②③④ D、①③②④
4、25 ℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va<Vb和a=0.5 b。请填写下列空白。
(1）a值可否等于3（填“可”或“否”）_______，其理由是__________________。
(2）a值可否等于5（填“可”或“否”）_______，其理由是__________________。
(3）a的取值范围是__________________。