3.2.1水的电离和溶液的酸碱性 课件(共50张PPT) 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共50张PPT)
2019人教版选择性必修一
第三章 水溶液的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时
水是生命之源，关于水你了解多少？
H2O
H-O-H
纯水无色无味
水是良好的溶剂
水是弱电解质
精确的电导性实验表明，纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。
如何证明水是弱电解质？
结论：纯水能发生微弱的电离
+
+
+
-
【思考与交流1】
1.水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，请你根据下图写出水的电离方程式并说说纯水的组成微粒。
2.请写出水的电离常数（K电离）的表达式
K 电离 ＝
c(H+)×c(OH-）
c(H2O）
K电离 . =
c ( H+) .c( OH-)
c(H2O)
H2O H+　+ OH－
室温下 1L纯水(55.6mol）中，只有1×10-7molH2O电离，电离的水可以忽略不计，因此c(H2O) 可视为常数
Kw
KW＝c(H+)·c(OH-)
KW 叫做水的离子积常数，简称水的离子积。
c(H＋) . c(OH－)
(2) 表达式：Kw=
2.水的离子积常数：
（1）概念：在一定温度下，水溶液中氢离子浓度与氢氧根离子浓度乘积为常数，叫水的离子积常数简称水的离子积，用符号“Kw”表示。
【思考与交流2】观察表3-1，影响Kw 的因素有哪些？
温度对Kw有怎样的影响？常温下Kw为多少？
在25℃时 KW=1.0×10－14
纯水中c(H+)= mol/L
(3) 影响因素：只受温度影响，温度升高， Kw增大
【思考与交流3】根据水的电离平衡，运用平衡移动原理分析下列问题。
(1)酸性溶液中是否有OH-存在？碱性溶液中是否有H+存在？
(2) 对常温下的纯水进行下列操作，水的电离平衡如何移动？水电离出的c(H+)和c(OH-)及溶液中c(H+)和c(OH-) 如何变化 Kw如何变化？(忽略溶解热效应)
改变条件 移动方向 c(H+)溶液 c(OH-)溶液 Kw c(H+)水 c(OH-) 水
加热
通HCl
加NaOH(s)
金属钠
减小
增大
增大
增大
增大
增大
逆移
增大
减小
不变
减小
正移
逆移
减小
增大
不变
减小
减小
正移
减小
增大
不变
增大
增大
小结1：从“电离程度”角度归纳影响水的电离平衡的因素？
小结2：根据上述分析你还能得出哪些结论？
1) 升高温度，促进水的电离；Kw增大。
2)加入酸或碱，抑制水的电离；但KW不变。
3）其他：加入能与H+或OH-反应的微粒，促进水的电离；但KW不变。
3、影响水电离平衡的因素：
注意：
1、不同的溶液中，c(H+)与c(OH-)不一定相等，但由水电离产生的c(H+)与c(OH-)一定相等；
2、 KW＝c(H+)·c(OH-) 不仅适用于纯水，也适用于任何稀的电解质溶液 。
【例1】①常温下，0.01mol/L盐酸溶液中 c(H+)、 c(OH-)分别为多少？水电离的 c(H+)水、 c(OH-)水分别为多少？
②常温下，0.01mol/L NaOH溶液中 c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？水电离的 c(H+)水、 c(OH-)水分别为多少？
4.利用KW的定量计算
结论：任何水溶液中加酸加碱时，抑制水的电离，由水电离出来的 c(H+) 水= c(OH-)水 且小于1×10-7mol/L（常温下） 。
变：常温下某溶液中由水电离产生的c(H+)水= 10-11 mol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ？
対点训练1、常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为（ ）
①1mol·L-1的盐酸 ②0.1mol·L-1的盐酸
③0.01mol·L-1的KOH
A.1:10:100 B.0:1:12 C.4:13:12 D.14:13:2
2、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)水 大小关系为：①盐酸 ②醋酸溶液 ③硫酸溶液 ④氢氧化钠溶液
② ＞ ① = ④ ＞ ③
【例2】某温度下纯水中c(H+) = 2×10-7 mol/L，则c(OH-)
= ，该温度 室温（填高于，低于或等于），在该温度下，滴入稀盐酸使c(H+) = 5×10-4 mol/L，则此时溶液中的c(OH-)= ___________
2×10-7 mol/L
1. 25℃时，下列叙述正确的是（ ）
A．向水中加入稀氨水，水的电离平衡逆向移动，
c(OH-)降低。
B．向水中加入少量硫酸，c(H+)增大，Kw不变。
C．向水中加入少量CH3COOH，水的电离平衡逆向移动，
c(H+)降低。
D．将水加热，Kw增大， c(H+)不变。
B
【巩固提升】
【能力提升】
2、常温下若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）
(A) Al3+ Na+ NO3- Cl- (B) K+ Na+ Cl- NO3-
(C) K+ Na+ Cl- AlO2- (D) K+ NH4+ SO42- HCO3-
B
此溶液可能为强酸性或强碱性条件。
3.一定温度下，用水稀释0.1mol/L的一元弱酸HA，随稀释进行，下列数据一定增大的是（ ）
A.Kw B.c(H+）/Ka
C .c(HA)/c(A-) D.c(OH-)
D
【回顾思考1】①常温下，0.01mol/L盐酸溶液中 c(H+)、 c(OH-)分别为多少？水电离的 c(H+)水、 c(OH-)水分别为多少？
②常温下，0.01mol/L NaOH溶液中 c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？水电离的 c(H+)水、 c(OH-)水分别为多少？
酸液中：c(H＋) ＝c(H＋)酸+ c(H＋)水≈ c(H＋)酸
碱液中：c(OH－) ＝c(OH－)碱+ c(OH－)水≈ c(OH－)碱
变：常温下某溶液中由水电离产生的c(H+)水= 10-11 mol/L ，则该溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ？
变2、常温下若溶液中由水电离产生的c(OH-)=1×10-13 mol·L-1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（ ）
(A) Al3+ Na+ NO3- Cl- (B) K+ Na+ Cl- NO3-
(C) K+ Na+ Cl- AlO2- (D) K+ NH4+ SO42- HCO3-
B
此溶液可能为强酸性或强碱性条件。
回顾思考2、某温度下纯水中c(H+) = 2×10-7 mol/L，则c(OH-)
= ，该温度 室温（填高于，低于或等于），在该温度下，滴入稀盐酸使c(H+) = 5×10-4 mol/L，则此时溶液中的c(OH-)= ___________
2×10-7 mol/L
2、KW=1.0×10－14只适用于25 ℃，温度改变， KW随之改变。
注意：
1、任何水溶液中水电离产生的c(H+)与c(OH-)一定相等；
任何稀的水溶液中都存在KW＝c(H+)·c(OH-)。
回顾思考3、 25 ℃时，分析下列溶液的 c(H＋)和c(OH－)
纯水 0.1 mol·L－1 NaOH溶液 0.1 mol·L－1盐酸
c(H＋)/mol·L－1 ________ _________ ____
c(OH－)/mol·L－1 _______ ___ ________
c(H＋) 、c(OH－) 的相对大小 c(H＋) c(OH－) c(H＋) c(OH－) c(H＋) c(OH－)
溶液的酸碱性 ______ _____ _____
1×10－7
中性
1×10－7
＝
1×10－13
0.1
0.1
1×10－13
<
>
碱性
酸性
小结：溶液酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的关系？
“pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出的。索仑森当时在一家啤酒厂工作，经常要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，这使他感到很麻烦。经过长期潜心研究，他发现用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便，并把它称为溶液的pH（p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+）。就这样“pH”成为表述溶液酸碱度的一种重要数据。
化学史话
溶液的PH
pH大小与溶液酸碱性的关系
pH=－lg{c(H+)}
思考1：试快速计算下列情况下溶液的pH。
c(H+)/mol/L 1 10-1 10-4 10-7 10-10 10-14
pH
0
1
4
14
7
10
思考2： 常温下，1×10-4 mol/L NaOH溶液，求溶液的pH。
c(OH-)＝1×10-4 mol/L
c(H+)＝KW /c(OH-)＝1×10-10 mol/L　
pH＝-lg10-10＝10
pH的适用范围：c(H+)和c(OH-)都较小的稀溶液（小于1 mol/L）
[问题探究]
常温下纯水的pH为多少？此时纯水呈何性？
若将纯水加热至某温度时，水电离产生的c(H+)=1.0×10-6mol/L，此时纯水的pH等于多少？此时纯水呈酸性吗？
1、（未给明条件时）不能用pH值等于多少来判断溶液酸、碱性。一般未注明条件都是指常温。
2、判断溶液酸、碱性的可靠依据是：
(H+)和c(OH-)的相对大小
计算公式 pH＝___________
意义 pH越大，溶液的碱性 ；
pH越小，溶液的酸性____
溶液酸碱性与pH的关系(常温下) pH＜7，为 溶液；
pH＝7，为中性溶液；
pH＞7，为 溶液
适用范围 1×10－14 mol·L－1＜c(H＋)＜1 mol·L－1
－lg c(H＋)
越强
越强
酸性
碱性
溶液的PH
c(H+)
1、一定条件下 pH越大，溶液的酸性越强
2、纯水加热过程，pH减小，溶液酸性增强
3、pH等于4的溶液一定呈强酸性
4、pH相同的强酸和弱酸中c(H+)相同
5、c(H+)/c(OH-)的值越大，酸性越强。
6、常温下，由水电离出的c(H+)=10-12mol/L，则溶液pH一定为12
×
×
×
√
×
正误判断：
√
【对点训练】
1、下列溶液一定呈酸性的是
A．pH=6.8的溶液
B．常温下，由水电离的c(OH-)=1×10-13 mol/L的溶液
C．常温下，加入酚酞，不显红色的溶液
D．常温下，溶液中的H+浓度为5×10-7 mol/L
D
2.下列溶液一定显酸性的是
A. 溶液中
B. pH<7的溶液
C. 溶液中c(H＋)＝10－6 mol·L－1
D. 能与金属Al反应放出H2的溶液
E. 滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液
【小结】测定溶液酸碱性的方法
>
AE
pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
甲基橙 红色 橙色 黄色
石蕊 红色 紫色 蓝色
酚酞 无色 浅红色 红色
3.1—4.4
5.0—8.0
8.2—10.0
1、酸碱指示剂（定性测量范围）
判断正误：
室温下，向某溶液中滴加几滴甲基橙后溶液变黄，则该溶液一定呈碱性。
2、pH试纸法(定量粗略测量)
一学生在实验室测某溶液pH，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：
（1）该学生的操作是 （填“对”或“错”）的，
正确的操作是 。
（2）某同学测出该溶液pH为2.3，是否正确？
（3）若用此方法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大是 ，原因是 。
（4）该同学操作对溶液pH的测定：
A．一定有影响 B．偏大 C．偏小 D．不确定
把一小块pH试纸放在玻璃片上，用蘸有待测溶液的玻璃棒点试纸的中部，试纸变色后，与标准比色卡比较
pH试纸(定量粗略测量)
pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
强酸性 弱酸性 中性 弱碱性 强碱性
红 色
橙红色
橙黄色
浅草绿色
深草绿色
蓝色深蓝色
黄色
蓝紫色
3、pH计(精密测量)
2019人教版选择性必修一
第三章 水溶液的离子反应与平衡
第二节 水的电离与溶液的pH
第3课时
1. pH试纸使用操作中正确的是 （ ）
A、将pH试纸的一端浸入溶液，观察颜色的变化
B、将pH试纸浸入溶液一会儿，再取出跟标准比色卡相比较
C、用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照
D、先将pH试纸用蒸馏水润湿，再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照
C
【回顾思考】
2、甲溶液的pH＝3，乙溶液的pH＝1，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)之比为（ ）
A．100 B．1/100 C．3 D．1/3
B
例1、已知：常温下， Kw＝1.0×10－14，t℃， Kw＝10×10－12
计算pH：
（1）25℃，0.005mol／L H2SO4溶液 pH＝ ；
（2）t℃，0.005mol／L H2SO4溶液 pH＝ ；
（3）25℃，0.005mol／L Ba(OH)2溶液 pH＝ ；
（4）t℃，0.005mol／L Ba(OH)2溶液pH＝ 。
三、有关溶液pH的计算
反思：溶液pH计算的基本解题思路？
酸性溶液：直接求出c (H+)，然后求pH
碱性溶液：先求出c (OH-)，再利用KW求c(H+)，再求pH
1、强酸、强碱的稀释：
【例2】（1）在25℃时，pH=3的盐酸稀释到原来的10倍，pH为多少？若稀释到原来的100倍呢？ 如果稀释到10000倍呢？
题型一、溶液稀释后的pH计算
（2）在25℃时，pH=11的NaOH溶液c(Na+)为多少？将该溶液稀释到远原来的10倍，pH为多少？ 若溶液稀释到100倍呢？ 如果稀释到10000倍呢？
【反思小结】强酸、强碱液稀释后pH计算的方法与规律？
方法：1、 酸液稀释抓住c(H+)变化；碱液稀释抓住c(OH-)变化。
2、当酸（或碱）提供的c(H+) 或c(OH-)很小时，不能忽略水电离出的c(H+)或 c(OH-) 。
规律：强酸(或强碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。
酸(碱)无限稀释后其pH只能接近7，酸始终小于7；碱始终大于7。
2、弱酸、弱碱的稀释
【例3】（1）25℃时 将pH=3的醋酸溶液稀释
① 稀释100倍，pH范围为？稀释1000倍呢？
② 要使醋酸的pH值由5 变到 6，加水稀释______10倍(填< 、> 、=)
（2） 25℃时 ，pH＝11的氨水稀释到pH＝100，则NH3·H2O的电离平衡向_______方向移动，所得氨水的物质的量浓度 （填大于、小于或等于）原溶液浓度的1/100，稀释到100倍，求pH（范围） 。
【反思小结】弱酸、弱碱液稀释后pH变化规律？
规律：弱酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位
思考1、pH=2的A、B两种酸溶液各1mL，分别加水稀释到1000mL，其pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是：
A．A、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等
B．稀释后，A溶液的酸性比B溶液强
C．a=5时，A不一定是强酸
D．若A、B都是弱酸，则5＞a＞2
a
7
2
1
pH
V/mL
1000
A
B
D
规律：pH相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，强酸的pH变化幅度大。
思考2.常温下，pH=10的X、Y两种碱溶液各1mL，分别加水稀释到100mL，其pH与溶液体积（V）的关系如图所示，下列说法正确的是（　　 ）
A、稀释前，两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B、稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C、完全中和X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积V y＞V x
D、若a=8，则X是强碱，Y是弱碱
CD
规律：pH相同的强碱和弱碱，稀释相同倍数，强碱的pH变化幅度大。
【巩固训练】
1、将pH=5的硫酸溶液加水稀释到原来的500倍，则稀释后c(SO42-)与c(H+)的比值约为
A． B． C． D．
B
2、一定温度下有①盐酸②硫酸③醋酸,下列说法正确的是
A．c(H+)相同时,物质的量浓度③ >① = ②
B．c(H+)相同时,分别稀释10倍, c(H+)仍相等
C．物质的量浓度相同时, c(H+)是 ② > ①> ③
D．物质的量浓度和体积相同时,中和碱的能力② > ①> ③
C
题型二、 溶液混合后pH的计算
1、强酸与强酸混合、强碱与强碱混合
（2） 25℃时，将pH=8的氢氧化钠溶液与pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合后，溶液的氢离子浓度最接近于 （ ）
A、 mol·L-1 B、 mol·L-1
C、(10-8＋10-10)mol·L-1 D、2×10-10 mol·L-1
例（1）25℃时，pH=2的盐酸和pH=5的盐酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH等于多少？
关键：抓住溶质的物质的量不变进行计算！
【拓展思考】
pH=3的盐酸和pH=3的硫酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH　3。（填>、<、=）
变：pH=3的盐酸和pH=3的醋酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH　　3。（填>、<、=）
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第三章 水溶液的离子反应与平衡
第二节 水的电离与溶液的pH
第4课时
1．将体积为10 mL、pH为3的乙酸溶液和盐酸分别加水稀释至a mL和b mL，测得稀释后pH均为5,则稀释后溶液的体积(　　)
A.a=b=100 mL B.a>b
C.a=b=1 000 mL D.aB
2．（1）常温下，pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合后溶液的pH为　　　　。
(2)常温下，pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为　　　　。
3.3
11.7
【回顾思考】
题型二、 溶液混合后pH的计算
2、 强酸与强碱溶液混合后的pH计算
（2）在25℃时，100ml 0.4mol/L的盐酸与等体0.3mol/LBa(OH)2溶液混合后，溶液的pH等于多少？
例2、（1）在25℃时，100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后，溶液的pH等于多少？
方法思路：（1）判断酸碱谁过量
（2）若酸过量，求c(H+)混 。
若碱过量，先求c(OH-)混，再利用Kw求c(H+)混。
反思小结：酸碱混合溶液后，溶液pH计算的基本思路？
【变式】
1、250C时，将pH=1的盐酸1体积和pH=12的NaOH溶液9体积混合均匀（忽略体积变化），则混合后所得溶液的pH= 。
3、250C时，将pH=4的盐酸和pH=11的Ba(OH)2溶液混合，若使混合溶液的pH=7，则混合时（忽略体积变化），盐酸和NaOH溶液的体积比是 。
10:1
2、pH=3的盐酸和pH=10的Ba(OH)2混合后，所得混合液pH=4，求所用盐酸和NaOH溶液的体积比
4、将V1 L pH=m的稀硫酸与V2 L pH=n的NaOH溶液混合后呈中性
⑴若m + n = 14，则V1∶V2 =_____
⑵若m + n ＞ 14，则V1∶V2=____________
1
10（m+n-14）
5.某温度时(t℃),测得0.01mol/L的NaOH溶液的pH=11，则在此温度下，将pH=a的H2SO4溶液Va升与pH=b的NaOH溶液Vb升混合。
①若所得混合液为中性，且a=2，b=12，则Va：Vb=___________
②若所得混合液为中性，且a+b=12，则Va：Vb=___________
③若所得混合液pH=10，且a =2，b=12则Va：Vb=___________
10:1
1:10
9:1
6.25 ℃，若10体积的某强碱溶液与1体积的某强酸溶液混合后,溶液呈中性，则混合之前该强碱溶液的pH与强酸溶液的pH之间该满足的关系是　　　　　　　　　　　　。
酸溶液的pH与碱溶液的pH之和为13
7.将pH=2的盐酸平均分为2份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量氢氧化钠溶液后,pH都升高了1,则加入的水与氢氧化钠溶液的体积比为(　　)
A.9∶1 B.10∶1 C.11∶1 D.12∶1
能力提升、（1）常温下，向某Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝x的盐酸，测得如下数据：
序号 氢氧化钡的体积/mL 盐酸的体积/mL 溶液的pH
① 22.00 0.00 12
② 22.00 18.00 11
③ 22.00 V 7
则：x＝____，V= Ba(OH)2溶液的物质的量浓度为__________。
(2)常温下，向100 mL pH＝2的硫酸与硫酸钠的混合溶液中，加入300 mL上述Ba(OH)2溶液，沉淀正好达最大量，此时溶液的pH________(填“大于”“小于”或“等于”)7；原混合溶液中硫酸钠的物质的量浓度为__________________。
2
22
0.005mol/L
大于
0.02mol/L
回顾思考3、 对常温下的纯水进行下列操作，溶液酸碱性如何？溶液中c(H+)和c(OH-) 如何变化 其相对大小怎样？ (忽略溶解热效应)
改变条件 溶液酸碱性 c(H+)溶液 c(OH-)溶液 c(H+)溶液和c(OH-)溶液的相对大小
加热
通HCl
NaOH(s)
加NaCl(s)
中性
增大
增大
酸性
增大
减小
碱性
减小
增大
中性
不变
不变
c(H+)溶液＞c(OH-)溶液
c(H+)溶液＜c(OH-)溶液
c(H+)溶液＝c(OH-)溶液
c(H+)溶液＝c(OH-)溶液
小结：溶液酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的关系？
碱性溶液 c(H+) ＜ c(OH-) c(H+)＜ 1×10-7 mol/L
酸性溶液 c(H+) ＞ c(OH-) c(H+)＞ 1×10-7 mol/L
中性溶液 c(H+) = c(OH-) c(H+) = 1×10-7 mol/L
常温下
2、溶液的pH：
pH= －lg{c(H+)}
pH=7
pH <7
pH>7
使用范围：
c(H+) ≤1mol/L或c(OH-) ≤1mol/L
c(H+)/mol/L 1 10-4 10-7 10-14
pH
0
4
7
14
1、溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的关系：
1、已知pH=－lg{c(H+)}，试快速计算下列情况下溶液的pH。
[问题探究]
c(H+)/mol/L 1 10-1 10-4 10-7 10-10 10-14
pH
0
1
4
14
2、常温下纯水的pH为多少？此时溶液呈何性？
若将纯水加热至某温度时，水电离产生的c(H+)=1.0×10-6mol/L，此时纯水的pH等于多少？此时纯水呈酸性吗？
（未给明条件时）不能用pH值等于多少来判断溶液酸、碱性。一般未注明条件都是指常温。
7
10