【开学大礼包】2012高二化学课件：3.2.1水的电离 溶液的酸碱性与pH（人教版选修4）

(共55张PPT)
1.试分析温度对水的电离平衡及水的离子积的影响。
提示：水是弱电解质，其电离过程吸收热量，所以升高温度能促进水的电离，从而使水的离子积增大。
2.请与同学探究，在室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c（H+）和c（OH-）还相等吗？c（H+）·
c（OH-）= 1×10-14还成立吗？
提示：在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c（H+）和
c（OH-）一定相等，但溶液所有的c（H+）和所有的
c（OH-）一定不相等。c（H+）·c（OH-）=1×10-14仍然成立。
3.讨论在0.1 mol/L的NaOH溶液中,由水电离出的离子是否符合以下关系: c（H+）= c（OH-）= 1×10-7
提示:在0.1 mol/L的NaOH溶液中c（OH-）=0.1 mol/L,由c（H+）·c（OH-）=1×10-14可知c（H+）=1×
10-13 mol/L，即在溶液中c（H+）= c（OH-）不成立,但由水电离产生的c（OH-）= c（H+）= 1×10-13 mol/L。
【典例1】（2010·太原模拟）25 ℃时，水的电离达
到平衡：H2O H++OH- ΔH＞0，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，pH不变
【思路点拨】（1）明确外界各因素对水的电离的影响。
（2）水的离子积KW=c（H+）·c（OH-）。
（3）KW仅与温度有关。
【自主解答】选B。本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c(H+)、c(OH-)或KW的变化。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 ==== Na++H++SO42-，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，pH减小，但仍呈中性，D项不正确。
1.试讨论pH分别为6、7、8的三种溶液一定分别呈酸性、中性、碱性吗？
提示：都不一定。因为pH只能表示 c（H+）的大小，而无法确切知道 c（OH-）的大小。溶液的酸碱性不只取决于 c（H+）的大小，而是取决于 c（H+）和
c（OH-）的相对大小。在室温下，pH分别为6、7、8的三种溶液一定分别呈酸性、中性、碱性，但不是室温就不一定了。
2.请思考在室温下，pH=1的盐酸溶液用水稀释100倍后pH=3吗？ pH=6的盐酸溶液用水稀释100倍后pH=8吗？
提示：室温下，pH=1的盐酸溶液稀释100倍后pH=3是正确的，但pH=6的盐酸溶液稀释100倍后仍为酸性溶液，pH不可能变为8，这时水的电离是主要的，应在6到7之间。
3.小新同学在用pH试纸测定某溶液的pH之前，用蒸馏水湿润了试纸，请探究他的操作对测定结果的影响。
提示:使用pH试纸前不能用蒸馏水湿润，湿润后相当于稀释了溶液，若是酸性溶液，则湿润后测得的pH偏大，若为碱性溶液，湿润后测得的pH偏小，若为中性溶液，无影响。
【典例2】下列关于溶液的酸碱性与pH的说法正确的是
A.pH＜7的溶液一定是酸性溶液，其 c（H+）＞1×
10-7 mol/L
B.强酸与弱碱等体积混合后，溶液一定呈酸性
C.c（H+）=1×10-7 mol/L的溶液可能是酸性、中性或碱性溶液
D.pH=a的溶液用水稀释1 000倍后，一定是pH=（a+3）
【思路点拨】(1)注意溶液的温度，因为KW的值是与温度有关的；
（2）判断溶液的酸碱性要根据c（H+）和 c（OH-）的相对大小；
（3）pH与 c（H+）的对应关系。
【自主解答】选C。A项没有指明温度，pH＜7的溶液其c（H+）＞1×10-7 mol/L，但不一定是酸性溶液，该项错误；B项，强酸与弱碱浓度不明确，等体积混合后，溶液不一定呈酸性，也可能是中性或碱性，该项错误；C项， c（H+）=1×10-7 mol/L的溶液,在25 ℃时,为中性;温度大于25 ℃时,为碱性;温度小于25 ℃时为酸性,该项正确;D项,溶液再稀释,也不可能由酸性变为碱性,如室温下pH=6的溶液稀释1 000后不可能pH=9,所以该项错误。
知识点一：水的电离
1.室温下，在0.01 mol／L的NaOH溶液中c(H+)为（ ）
A.1.0×10-7 mol／L B.1.0×10-6 mol／L
C.1.0×10-12 mol／L D.1.0×10-2 moL／L
【解析】选C。0.01 mol／L的NaOH溶液中c(OH-)=
0.01 mol／L,则c(H+)=KW/c(OH-)=1.0×10-14/0.01
=1.0×10-12 mol／L,故选C。
2.（双选）不能促进水的电离，即不能增大水的电离程度的方法或途径是（ ）
A.在水中加入一小粒钠
B.在水中溶入烧碱
C.在水中通入SO2气体
D.在水中放入一块红热的铜
【解析】选B、C。Na与H2O电离出的H+反应生成H2，同
时生成NaOH，故促进了水的电离，A不符合题意；烧碱
电离出OH-，抑制了水的电离，B符合题意。SO2+H2O
H2SO3 H++HSO3-，电离出的H+抑制了水的电
离，C符合题意；D项加入红热的铜，使水的温度升
高，促进了水的电离，D不符合题意。
3.在100 ℃时，NaCl溶液中c（H+）=1×10-6 mol/L，
下列说法中不正确的是( )
A.该NaCl溶液显酸性
B.该NaCl溶液显中性
C.随着温度的升高，水的离子积增大
D.该NaCl溶液中Kw=c（H+）·c（OH-）=1×10-12
【解析】选A。升高温度，水的电离程度增大。100 ℃
时NaCl溶液中，H2O H++OH-因c（H+）=c（OH-）
=1×10-6 mol/L。故Kw=c（H+）·c（OH-）=1×10-12，
故温度升高，水的离子积增大，但溶液仍呈中性。
知识点二：溶液的酸碱性与pH
4.能表示人体大量喝水时，胃液（含HCl）的pH变化的图像是（ ）
【解析】选A。胃液呈酸性,pH小于7,当大量喝水时,相当于稀释胃液,酸性减弱,pH增大,但仍为酸性,所以pH仍小于7,故选A。
5.在不同温度下的水溶液中c（H+）=10x mol/L,
c(OH-)=10y mol/L,x与y的关系如图所示，请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为_____，曲线Ⅰ所代表的温度_____（填“高于”、“低于”或“等于”）曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是______
____。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01 mol/L的NaOH溶液的pH为_____。
【解析】(1)由图可知曲线Ⅰ代表的温度下，当c（H+）=10-8 mol/L时c(OH-)=10-4 mol/L，故此温度下Kw=
c（H+）·c（OH-）=1×10-12；曲线Ⅱ代表的温度下 ，当c（H+）=10-8 mol/L时c(OH-)＜10-4 mol/L，则Kw＜1×10-12,故曲线Ⅰ所代表的温度高于曲线Ⅱ所代表的温度。
（2）曲线Ⅰ代表的温度下Kw=1×10-12，0.01 mol/L
NaOH溶液中c(OH-)=1×10-2 mol/L，则c（H+）=
=1×10-10 mol/L，故pH=-lg c（H+）=10。
答案：（1）1×10-12 高于
曲线Ⅰ所代表的温度下水的离子积大于曲线Ⅱ所代表的温度下水的离子积
（2）10
一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分）
1.关于水的离子积常数，下列说法中不正确的是（ ）
A.纯水中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
B.25 ℃纯水中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
C.25 ℃稀盐酸中c(H+)·c(OH-)=1×10-14
D.KW值随温度升高而增大
【解析】选A。25 ℃时纯水电离出c(H+)=c(OH-)=
1×10-7 mol/L,则KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,适用于纯水及稀的电解质水溶液，但必须是在25 ℃时，KW=1×10-14,因为温度升高，水的电离程度增大，KW
增大，故选A。
2.（2010·聊城模拟）能影响水的电离平衡，并使溶液中的c（H+）>c（OH-）的操作是（ ）
A.向水中投入一小块金属钠
B.将水加热煮沸
C.向水中通入二氧化碳气体
D.向水中加食盐晶体
【解析】选C。
3.（双选）室温下，某溶液中由水电离出的c(H+)为1.0×10-10 mol／L，则该溶液的pH为（ ）
A.10 B.8 C.4 D.2
【解析】选A、C。溶液中由水电离出的c(H+)为1.0×10-10 mol／L，则由水电离出的c(OH-)也为1.0×10-10 mol／L，说明水的电离受到了抑制，所以该溶液可能为酸性也可能为碱性。当溶液为酸性时，pH=4；当溶液为碱性时，pH=10。
4.(2010·启东中学模拟)在25 ℃时，某溶液由水电离出的H+的浓度为1×10-12 mol·L-1，下列各组离子在溶液中有可能大量共存的是( )
A.K+ Na+ HCO3- Cl-
B.Fe2+ K+ NO3- SO42-
C.Na+ K+ Al3+ F-
D.NH4+ SO42- Cl- NO3-
【解析】选D。由水电离出的H+浓度为1×10-12 mol·L-1，
溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。A中HCO3-在酸、碱性条件下均不能存在；B中Fe2+在酸、碱性条件下均不能存在；C中Al3+在碱性条件下不能存在，F-在酸性条件下不能存在；D中NH4+在碱性条件下不能存在，但在酸性条件下可以存在。
5.结合下表中所列物质的pH判断，在下列各组物质中，分别能使紫色石蕊溶液变红、不变色、变蓝的是
（ ）
A.柠檬汁、食盐水、厕所清洁剂
B.牙膏、蒸馏水、肥皂水
C.草木灰、蒸馏水、柠檬汁
D.橘汁、食盐水、草木灰水
【解析】选D。使紫色石蕊溶液变红的是酸性溶液，不变色的是中性溶液，变蓝的是碱性溶液。厕所清洁剂的pH为1.7，显酸性，使紫色石蕊试液变红色，所以A错误，牙膏的pH为8.2，显碱性，使紫色石蕊试液变蓝，所以B错误，草木灰和柠檬汁的pH分别为10.6和2.5，分别使紫色石蕊试液变蓝和变红，所以C不正确。
二、非选择题（本题包括1小题，共10分）
6.有一学生甲在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。
（1）你支持_____（填“乙”或“丙”）同学的观点，原因是__________。
（2）若用此法分别测定c（H+）相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是_____，原因是__________。
（3）只从下列试剂中选择实验所需的物品，你_____ （填“能”或“不能”）区分0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸。若能，简述操作过程。
________________________________________。
①紫色石蕊试液 ②酚酞试液 ③甲基橙试液
④蒸馏水 ⑤BaCl2溶液 ⑥pH试纸
【解析】（1）用pH试纸测溶液的pH时，试纸不能润湿，否则，相当于将溶液稀释，酸性溶液的pH偏大，碱性溶液的pH偏小，但中性溶液的pH无影响。
（2）用湿润的pH试纸测量溶液的pH时，对强电解质溶液pH的影响更大，因弱电解质溶液在稀释过程中要继续电离，稀释后的弱电解质溶液中离子浓度比强电解质溶液中离子浓度更接近未稀释时的离子浓度。
（3）0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸浓度差别较大，可直接用pH试纸鉴别。
答案：（1）丙 当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差
（2）盐酸 同等程度的稀释相同pH的盐酸和醋酸，由于醋酸会进一步电离，盐酸中c（H+）变化较大
（3）能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为
0.01 mol·L-1的硫酸
1.（5分）下列说法中正确的是（ ）
A.在25 ℃纯水中，c(H+)=c(OH-)=10-7 mol/L，呈中性
B.溶液中，若c(H+)＞10-7 mol/L，则c(H+) ＞
c(OH-)，呈酸性
C.c(H+)越大，则pH越大，溶液的碱性越强
D.pH为0的溶液，其中只有H+而无OH-
【解析】选A。c(H+)=c(OH-)，则溶液呈中性，A项正确；c(H+)＞10-7 mol/L，则c(H+)不一定大于 c(OH-)，所以B项错误；c(H+)越大，则pH越小，溶液的碱性越弱，C项错误；在任何水溶液中都既有H+又有OH-，D项错误。
2.（15分）中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。在25 ℃时，若溶液的pH=7，试纸不变色；若pH＜7，试纸变红色；若pH＞7，试纸变蓝色。而要精确测定溶液的pH，需用pH计。pH计主要通过测定溶液中H+浓度来测定溶液的pH。
（1）已知水中存在如下平衡：
H2O+H2O H3O++OH- ΔH>0
现欲使平衡向右移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是_____（填字母）。
A.向水中加入NaHSO4
B.向水中加入Al2(SO4)3
C.加热水至100 ℃［其中c(H+)=1×10-6 mol·L-1］
D.在水中加入Na2CO3
(2）现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显_____色，溶液呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）；若用pH计测定，则pH
_____7（填“＞”、“＜”或“=”），溶液呈_____性（填“酸”、“碱”或“中”）。
【解析】（1）A中加入NaHSO4后，c（H+）增大，水的电离平衡逆移；B中加入Al2(SO4)3,Al3+生成Al(OH)3胶体，溶液消耗OH-，平衡正移，溶液呈酸性；C中平衡正移，但溶液依然为中性；D中加入Na2CO3，消耗H+，平衡正移，溶液呈碱性。
（2）沸水仍呈中性，故用pH试纸测定应呈本来颜色；若用pH计测定，应小于7。
答案：（1）B （2）淡黄 中 ＜ 中