江苏省海安县实验中学高二化学《水的电离和溶液的pH》教案

第二讲　水的电离和溶液的pH
1．水的电离
⑴水是一种极弱的电解质，它能微弱电离；其电离方程式为 。
⑵水电离的特点：
①水电离同时产生 和 ；
②从量上来看，c(H+)水 c(OH-)水 ；
③水的离子积常数Kw = ，它只随 变化而变化。
⑶影响水电离平衡的主要因素
【例题】25℃时，水的电离过程为H2OH++OH-，试依据下列条件填表
平衡移动的方向
c(H+)和c(OH-)的大小关系
c(H+)水和c(OH-)水的变化
加HCl
加NaOH
加NaHSO4
加NaHCO3
加NH4Cl
加NaCl
加Na
升温
注：c(H+)和c(OH-)指溶液中的H+、OH-的物质的量浓度，c(H+)水和c(OH-)水指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度。
规律
【练习题1】水的电离过程为H2OH++OH-，在不同温度下其离子积为
Kw(250C)=1.0×10-14，Kw(350C)=2.1×10-14，则下列叙述正确的是：( )
A．c(H+)随着温度的升高而降低 B．在350C时，c(H+)＞c(OH-)
C．水的电离常数Kw(250C)＞Kw(350C) D．水的电离是一个吸热过程
【练习题2】下列说法中正确的是
A．水是极弱的电解质，它能微弱电离生成相同物质的量的H+和OH－
B．稀溶液中c(H+)?c(OH－)=KW，任何条件下KW都保持不变
C．无论在什么条件下，中性溶液的c(H+)一定等于1×10－7mol/L
D．H2OH++OH－是一吸热反应，所以温度升高，KW也随之增大
【练习题3】250C时，某溶液中由水电离产生C（H+）= 1×10－4mol/L ，该溶液可能是（ ）
A H2SO4 B HAC C NH4Cl D Na2CO3
【练习题4】250C时，某溶液中由水电离产生C（H+）= 1×10－10mol/L ，该溶液可能是（ ）
A H2SO4 B NaOH C NH4Cl D Na2CO3
2．溶液的酸碱性和pH
溶液的酸碱性本质上取决于 ，PH ===
溶液的酸碱性与c(H+) 、c(OH-)和pH的关系如下：
溶液的性质
c(H+) 与c(OH-)的大小关系
25℃时，c(H+)与1×10-7 mol/L
的关系
25℃时，PH与7的关系
中性溶液
c(H+)____c(OH-)
c(H+)____1×10-7 mol/L
PH_____7
酸性溶液
c(H+)____c(OH-)
c(H+)____1×10-7 mol/L
PH_____7
碱性溶液
c(H+)____c(OH-)
c(H+)____1×10-7 mol/L
PH_____7
【练习题1】下列溶液中，一定呈酸性的是（ ）
A pH ＜ 7 B C（H+） ＞ C（OH-）
C C（H+）= 1×10－6mol/L D 不能使酚酞变色的溶液
【练习题2】为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度（AG）的概念，AG＝，则下列叙述正确的是
A．中性溶液的AG＝0 B．常温下0.lmol/L氢氧化钠溶液的AG＝12
C．酸性溶液的AG＜0 D．常温下0.lmol/L盐酸溶液的AG＝12
3 有关溶液pH的计算
1） 单一溶液pH的计算
强酸 C（H+） pH
强碱 C（OH-） C（H+） pH
【例题】求下列溶液的pH：
250C时，求0.005mol/L 的H2SO4溶液的pH
250C时，求 0.005mol/L的Ba（OH）2溶液的pH
2）．强酸、强碱混合时有关pH的计算
⑴有关pH的计算要紧紧围绕 进行。
⑵25℃时，强酸、强碱混合后有关pH计算的几种情况：
混合时强酸、强碱的量的关系
混合后溶
液的性质
混合溶液中c(H+) 与c(OH-)的大小关系
PH的计算步骤
恰好反应
溶液显
c(H+)____c(OH-)
酸过量
溶液显
c(H+)____c(OH-)
先求 ，再求PH
碱过量
溶液显
c(H+)____c(OH-)
先求 ，再求 ，最后求PH。
【例题1】求下列混合后溶液的pH：
（1）把pH=2和pH=4的两种强酸溶液等体积混合，其pH=_______。
（2）把pH=12和pH=14的两种强碱溶液等体积混合，其pH=_________。
（3）把pH=2的H2SO4溶液和pH =10的NaOH溶液等体积混合，其pH=_______。
【例题2】250C，pH=4的强酸和pH=11的强碱混合后pH=10 ,则两种溶液的体积比为多少
(假设混合前后溶液的体积不变）
【例题3】250C，pH=2的HCl与pH=13的NaOH溶液按体积比 9：1混合后溶液的pH为多少(假设混合前后溶液的体积不变）
【练习题1】将pH=l的盐酸平均分成2份，l份加适量水，另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为
A．9 B．10 C．11 D．12
【练习题2】25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va（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_______________________________________。
3）溶液稀释的计算
注意：无限稀释时，要考虑水的电离。
[例如] 将pH=5的H2SO4溶液稀释500倍，稀释后溶液中C（H+）/C（SO42-）为（ ）
A 1：1 B 1：2 C 1：10 D 10：1
【例题】口头回答下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH为
A．＜7 B．≤7 C．＝7 D．≥7 E．＞7 F．无法确定
．pH=2的盐酸与pH=12的烧碱溶液 （ ）
．pH=2的盐酸与pH=12的Ba(OH)2溶液 （ ）
．pH=2的硫酸与pH=12的烧碱溶液 （ ）
．0.01 mol/L的硫酸与0.01 mol/L的烧碱溶液 （ ）
．pH=2的醋酸与pH=12的烧碱溶液 （ ）
．pH=2的醋酸与pH=12的Ba(OH)2溶液 （ ）
．0.01 mol/L的醋酸与0.01 mol/L的Ba(OH)2溶液 （ ）
．pH=2的盐酸与pH=12的氨水 （ ）
．0.01 mol/L的盐酸与0.01 mol/L的氨水 （ ）
．pH=2的某酸与pH=12的烧碱 （ ）
．0.01 mol/L的某一元酸与0.01 mol/L的烧碱 （ ）
．0.01 mol/L的某酸与0.01 mol/L的烧碱 （ ）
【课后练习】
1．在纯水中存在如下平衡：2 H2OH3O++OH－，若使水的电离平衡向逆方向移动，且使溶液的pH减小，应加入下列的
A．NH4Cl B．KHSO4 C．NaOH D．Na2CO3
2．pH相同，物质的量浓度最大的酸是
A．HCl B．H3PO4 C．H2SO4 D．CH3COOH
3．下列实验过程中产生的现象与对应的图形相符合的是
A．NaHSO3粉末加入HNO3溶液中 B．H2S气体通入氯水中

C．NaOH溶液滴入Ba(HCO3)2溶液中 D．CO2气体通入澄清石灰水中

4．有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)的关系是
A．2∶1 B．100∶1 C．1∶100 D．无法确定
5．用pH试纸测定某无色溶液的pH时，规范的操作是
A．将pH试纸放入溶液中观察颜色变化，跟标准比色卡比较
B．将溶液倒在pH试纸上，跟标准比色卡比较
C．用干燥的洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，跟标准比色卡比较
D．在试管内放少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较
6．在0.01 mol/L硫酸溶液中，水电离出的H+的浓度是
A．5×10－13 mol/L B．0.02 mol/L C．1×10－7 mol/L D．1×10－12 mol/L
7．下列溶液呈中性的是
A．pH=7的溶液 B．c(H+) = c(OH－)的溶液
C．由强酸、强碱等物质的量反应制得的溶液 D．非电解质溶于水得到的溶液
8．某课外活动小组学生对采集的酸雨样品质进行化验，所得数据如下：
c(Na+)为5.0×10－6 mol/L、c(NO3－)为2.0×10－4 mol/L、c(SO42－)为4.0×10－4 mol/L，
H+和OH－浓度未测定，则此酸雨的pH约为A．3 B．4 C．5 D．6
9．pH＝2的A、B两种酸溶液各lmL，分别加水稀释到1000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示，则下列说法正确的是
A．A、B两种酸溶液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
C．a＝5时，A是强酸，B是弱酸
D．若A、B都是弱酸，则5>a>2
10．下列各溶液中，pH最大的是
A．pH=4的醋酸和pH=10的烧碱溶液等体积相混合 B．pH=5的盐酸稀释1000倍
C．pH=9的烧碱溶液稀释1000倍 D．pH=9的氨水稀释1000倍
11．室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的c(OH-)为
A．1.0×10－7mol/L　　　　　 　 B．1.0×10－6mol/L
C．1.0×10－2mol/L　　　　　 　 D．1.0×10－12mol/L　
12．将pH=3的强酸溶液和pH=12的强碱溶液相混合，当混合溶液的pH等于11时，强
酸与强碱溶液的体积比是
A．9∶2 B．9∶1 C．1∶10 D．2∶5
13．pH值相等的醋酸和盐酸与足量的Zn反应，起始速率醋酸 盐酸，放出的
H2醋酸 盐酸（填>,<或=）；物质的量浓度相等，且等体积的醋酸和盐酸与足量
的Zn反应，起始速率醋酸 盐酸，放出的H2醋酸 盐酸。
14．下列五种溶液中，由水电离出的H+浓度之比（①∶②∶③∶④∶⑤）为
pH=0的盐酸 ②0.1mol/L的NaCl溶液 ③pH=11的NaOH溶液 ④pH=4的NH4Cl溶液 ⑤pH=10的CH3COONa溶液
15．在250C时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取Va L该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb LNaOH溶液。填空：
（1）若a + b = 14，则Va∶Vb = ______________（填数字）。
（2）若a + b = 13，则Va∶Vb = ______________（填数字）。
（3）若a + b ＞15，则Va∶Vb = ______________（填表达式），且Va______________（填“＞”“＜”或“＝”）Vb。（题中a≤6，b≥8）
16．50 mL pH = 1的稀H2SO4和盐酸的混合液与50 mL Ba(OH)2溶液相混合，充分反应后过滤，得0.466 g沉淀，滤液的pH值变为13。求：
（1）原混合液中SO 和Cl的物质的量
（2）Ba(OH)2溶液的物质的量浓度