化学：3.2《水的电离和溶液的酸碱性》学案（新人教版选修4）

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水的电离 溶液的酸碱性
复习学案
（第一课时）
复习目标
1、使学生了解水的电离和水的离子积，2、了解溶液的酸碱性与pH的关系，
3、学会计算酸碱的pH值以及氢离子浓度和pH值的互算，
4、掌握pH相同的强酸与弱酸的几个规律，
5、了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值
一、水的电离与溶液的PH值
1．水的电离
H2O + H2O H3O+ + OH— 简写为：H2O H+ + OH—
实验测定：25℃纯水中 C(H＋)=C(OH－)=1mol/L
100℃ C(H＋)=C(OH－) = 1 mol/L
2．水的离子积常数 kw= C(H＋)·C(OH－ 常温下： kw=
3．影响Kw大小的因素是：
注意：任何物质的水溶液中，在常温时，KW= ，KW与溶液的酸碱性无关，
只与： 有关。
提问：当温度升高时，Kw如何变化？（电离过程是吸热过程）
1000C时，Kw = c（H+）·c（OH—）=1×10-12
影响因素：温度越高，Kw越大，水的电离程度越大。对于中性水，尽管Kw、电离度增大，但仍是中性水，[H+]=[OH-].（注：温度升高时Kw增大，所以说Kw时要强调温度。）
例1：某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10-7mol/L，则此时溶液中c（OH-）为 ；若温度不变，滴入稀硫酸使c（H+）=5.0×10-6mol/L，则c（OH-）为 。
〖针对性训练〗
1．某温度时，测得纯水中的C(H＋)=2.4×10－7mol/L，则C(OH－)为（ ）
A．2.4×10－7mol/L B．0.1×10－7mol/L C． mol/L D．C(OH－)无法确定
2．水的电离过程为H2OH＋＋OH－，不同温度下其离子积常数为kw（25℃）=1.0×10－14，kw（35℃）=2.1×10－14。则下列叙述正确的是 （ ）
A．C(H＋)随温度升高而降低 B．35℃时，C(H＋)>C(OH－)
C．水的电离过程是吸热的 D．25℃时的水的电离程度比35℃时的大
3．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
二：影响水电离平衡的因素：
（1）温度：
（2）酸、碱：
（3）在水中加盐：
例2：影响水电离的因素：
实例 H2O OH-+H+
条件改变 平衡移动方向 电离程度变化 溶液中离子总浓度变化 H2O电离出C（H+）变化 Kw变化
升高温度
加HCl
加NaOH
加CH3COONa
加NH4Cl
加入NaCl固体
小结1．影响水电离平衡的因素（1）酸、碱（2）温度（3）易水解的盐（4）其它
三、溶液酸碱性：
在25℃时， 中性溶液：c（H+） c（OH—） c（H+）
酸性溶液：c（H+） c（OH—） c（H+）
碱性溶液：c（H+） c（OH—） c（H+）
例3：下列说法中正确的是（ ）
A、溶液成中性就是pH=7 B、溶液成中性指的是C（H+）=C（OH—）
C、酸和碱恰好完全反应时，溶液一定成中性 D、盐溶液一定成中性
【总结：】PH=7时，高（温）碱低（温）酸25℃时为中性。
四、溶液的pH值
1．溶液的pH值（1）定义pH =-lg{c（H+）
（2）pH适用范围 稀溶液，0～14之间。
室温时 完成下表
C(H＋)、 C(OH－)的相对大小关系 C(H＋)的值 PH C(H＋)·C(OH－)
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
判据适用条件 无条件的，任何温度、浓度均适用 是有条件的，适用温度为常温
注：①水中加酸或碱均抑制水的电离，但由水电离出的c（H+）与c（OH—）总是相等。
②任何电解质溶液中，H+与OH—总是共存，但不能大量共存。溶液的酸、碱性主要在于c（H+）与c（OH—）的相对大小。c（H+）与c（OH—）此增彼长，且温度不变Kw = c（H+）·c（OH—）不变。
（3）溶液PH的测定方法：
粗略测定： 精确测定：
注：用 pH试纸来测定溶液的pH值的方法：取一小片PH试纸放在玻璃片或表面皿上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取少许待测液，滴在pH试纸上（注意不能将pH试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒，因为这样做，实际上已将溶液稀释，导致所测定的pH不准确）待pH试纸变色后立即（半分钟内）与标准比色卡对照，读取pH值（因为时间长了，试纸所显示的颜色会改变，致使测得的pH不准。）
【小结】：有关溶液的pH值的几个注意问题：
①pH值是溶液酸碱性的量度。常温下，pH=7溶液呈中性；pH值减小，溶液的酸性增强；pH值增大，溶液的碱性增强。
②pH值范围在0-14之间。pH=0的溶液C(H+)=1mol/L；pH=14的溶液C(OH-)=1mol/L。pH改变一个单位，C(H+)就改变10倍，即pH每增大一个单位，C(H+)就减小到原来的1/10；pH每减小一个单位，C(H+)就增大到原来的10倍。
③当C(H+)>1mol/L时，pH值为负数，当C(OH-)>1mol/L时，pH>14。对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液，用pH值表示反而不方便，所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH )小于等于1mol/L的稀溶液。
【例题】.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是
〖思考〗
1．相同温度下，PH值相同的盐酸、醋酸和硫酸溶液中水的电离程度大小关系如何？
2．下列说法是否正确
（1）pH=6的溶液一定是酸溶液 （2）pH=7溶液一定是中性溶液（3）pH越大，酸性越强
3，．思考：向25℃时的纯水中分别加入盐酸、氢氧化钠、氯化铵、碳酸钠、金属钠或升温时，kw、水的电离程度、C(H＋)、 C(OH－)、pH 变化情况分别如何？并完成下表
影响因素 条件改变 平衡移动 溶液中的c(H+) 溶液中的c(OH-) Kw pH
温度 升高温度
降低温度
酸碱性 加入酸
加入碱
加入可水解的盐 氯化铵
碳酸钠
水的电离和溶液随堂检测（一）
1．室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离出来的c(OH-)为（ ）。
（A）1.0×10-7 mol·L-1 （B）1.0×10-6 mol·L-1 （C）1.0×10-2 mol·L-1 （D）1.0×10-12 mol·L-1
2．25℃时，某溶液中，由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1，则该溶液的pH可能是（ ）。
（A）12 （B）7 （C）6 （D）2
3．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前者和后者的关系是（ ）。
（A）前者大 （B）相等 （C）前者小 （D）不能肯定
4．某温度下，重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15 若用定义pH一样来规定pD=-lg（D+ ），则在该温度下，下列叙述正确的是（ ）。
（A）纯净的重水中，pD=7 （B）1 L溶解有0.01 mol DC1的重水溶液，其pD=2
（C）1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液，其pD=12
（D）纯净的重水中， C（D+ ）C（OD- ）>1.0×10-1 4
5．给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（ ）。
（A）C（H+）C（OH- ）乘积不变 （B）pH增大了
（C）C（OH- ）降低了 （D）水电离出的[H+ ]增加了
6．常温下，下列溶液中酸性最弱的是（ ）。
A）pH=4 （B）C（H+）=1×10-3 mol·L-1
（C）C（OH- ）=1×10-11 mol·L-1 （D）C（H+）·C（OH- ）= 1×10-14
7．某酸溶液的pH=3，则该酸溶液的物质的量浓度为（ ）。
（A）一定大于0.001 mol·L-1 （B）一定等于0.001 mol·L-1
（C）一定小于0.001 mol·L-1 （D）以上说法均欠妥
8．常温下, 某溶液中水的电离度a=10-10/55.5(%), 该溶液的pH可能是（ ）。
（A）12 （B）10 （C）4 （D）3
9．在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定少于7的是（ ）。
（A）pH=3的HNO3跟pH=11的KOH溶液 （B）pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
（C）pH=3硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液 （D）pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液
10．下列叙述中，正确的是（ ）。
（A）中和10 mL 0.1mol·L-1 醋酸与中和100 mL 0.01mol·L-1 的醋酸所需同种碱溶液的量不同
（B）等体积pH=3的酸溶液pH=11的碱溶液相混合后，溶液的pH=7
（C）体积相等, pH相等的盐酸和硫酸溶液中, H+离子的物质的量相等
（D）pH=3的甲酸溶液的[H+]与pH=11的氨水溶液的[OH- ]相等
11．把0.16g金属钠放到水里，反应后得7 L溶液，其pH为（ ）
A.12 B.9 C.10 D.11
12．99 mL 0.1 mol·L－1盐酸和101 mL 0.05 mol·L－1氢氧化钡溶液相混合后，溶液的pH为（ ）
A.1.7 B.10.7 C.11 D.11.3
13．0.1 mol下列氧化物，分别加入1 L水中，形成的溶液pH最小的是（ ）
A.二氧化氮 B.二氧化碳
C.二氧化硫 D.三氧化硫
14．在室温下，向饱和的H2S溶液中缓慢通入过量SO2气体，溶液的pH随通入SO2体积的变化曲线示意图，合理的是（ ）
15．（08年上海化学·11）常温下，某溶液中由水电离的c(H＋)=1×10－13 mol·L－1，该溶液可能是（ ）
①二氧化硫水溶液 ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液
A．①④ B．①② C．②③ D．③④
16、取0.05 mL 1 mol·L－1盐酸，稀释成50 mL后溶液的pH为____________。
17．取10 mL 0.1 mol L－1盐酸跟20 mL 0.1 mol L－1的氢氧化钠溶液混合，混合后溶液的pH为_____________。
18、在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液等体积混合。
（1）若a+b=14，则溶液呈 性（2）若a+b=13，则溶液呈 性
（3）若a+b>14，则溶液呈 性
19．常温下有PH=12的氢氧化钠溶液100mL，若将其变为PH=11（设溶液的体积可直接加和）（计算结果保留到小数点后一位）
（1）若用pH=10的氢氧化钠溶液，应加入 mL；
（2）若用pH=2的盐酸，应加入 mL；
（3）若用0.01 mol/L醋酸溶液V1mL，则V1的取值为 ；
（4）若用pH=2的任意一元酸HR溶液V2mL，则V2的取值为
水的电离和溶液的PH（一）答案
1 CD，2 AD，3C，4B，5BD，6D，7D，8AC，9D，10CD。11．D 12 C 13 D 14D 15 A 16、 pH = 3 17、 pH = 12.5
（1）c>b=a 。（2）b>a=c。（3）c>a>b 。 b>c=a 。 18、1:10。19．3《水的电离 溶液的酸碱性》复习教学案
（第二课时）
一．关于pH值的计算类型及计算方法
1．强酸或强碱溶液的PH值
〖练习〗求室温时的PH
(1)0.1mol/LH2SO4
(2)0.0005mol/LCa(OH)2
2．酸碱混合(一般稀溶液密度相近，体积可简单加和)
酸性求C（H+）pH
一定要先判断溶液酸碱性 碱性先求C（OH-）再根据Kw求C（H+）pH
（1）酸I+酸II ：C（H+） =
(2)碱I+碱II ：C（OH-） =
（3）酸I+碱II： 完全中和：C（H+） = C（OH-） = 1mol/L
酸过量： C（H+）= 碱过量：C（OH-） =
3．溶液的稀释
例（1）0.0001mol/LHCl加水稀释10 倍求pH，稀释104倍呢？(pH近似值)
例题1、求下列溶液的pH：
（1）某H2SO4溶液的浓度是0·005mol/L ①求此溶液的pH ②用水稀释到原来体积的100倍
③再继续稀释至104倍
（2）pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合
（3）pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合
（4）pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合
例题2、某温度下纯水的C(H+)=2.0╳10—7mol/L，则此时C(OH )为多少？若温度不变，滴入稀H2SO4，使C(H+)=5.0╳10—4mol/L，则由水电离产生的C(H+)为多少？
例题3、 常温下，将pH的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中氢离子浓度最接近（ ）
A. B.
C. D.
例题4、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是（ ） A、11:1 B、9:1 C、1:11 D、1:9
例题5、常温时某溶液中，测得由水电离出的C(H+)为10-11mol/L，则对此溶液的下列叙述中，正确的是（ ）
A、一定是酸溶液 B、一定是碱溶液 C、可能是pH=3的酸溶液 D、可能是pH=11的碱溶液
例题6、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后，溶液的pH为（ ）
A、等于8 B、等于7 C、接近7又小于7 D、大于7而小于8
例题7、在室温下有pH相等的醋酸和盐酸（pH≤5），请设计实验分别证明它们是哪种酸。
【小结】
1 溶液酸碱性pH计算经验规律
（1）两强酸等体积混合 混合后的pH=小的+0.3
(2)两强碱等体积混合 混合后的pH=大的—0.3
(3)当按所给反应物质的量之比计算时，酸碱不论强弱，谁大谁过剩，溶液呈谁性。
（4）酸碱等体积混合①pH = 2 某酸与pH = 12 某碱混合pH难定②pH = 4 某酸与pH = 10 NaOH混合 pH≤7③pH = 4 H2SO4与pH = 10 某碱混合pH≥7④0.01mol/L pH = 2 一元酸与0.01mol/L pH = 12一元碱混合pH = 7
(5) pH 减小一个单位，C(H+)扩大为原来的10倍。 PH增大2个单位，C(H+)减为原来的1/100
（6）稀释规律：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c（H+）变为原来的1/m ,但弱酸中c（H+）比原来的1/m大，故稀释后弱酸酸性强于强酸。
2．关于pH相同的酸（含强酸和弱酸）
（1）溶液中c（H+）相等 （填“相等”或“不等”）。
（2）溶液中溶质的物质的量的浓度：强酸 < 弱酸（填“>”或“<”）。
（3）耗碱规律：pH和溶液体积均相同的HCl、H2SO4、CH3COOH与碱完全反应时，消耗碱物质的量最多的是 CH3COOH 。
水的电离和溶液酸碱性随堂检测题（二）
1．将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c(SO42—和c(H+)之比约为（ ）。
（A）1:1 （B）1:2 （C）1:10 （D）10:1
2．向VmLBaCl2溶液中加入一定体积的0.05mol/L硫酸溶液，两者恰好完全反应，且反应后溶液的pH为3.0。则原BaCl2溶液的物质的量浓度为（ ）。
（A）5.05×10-4 mol·L-1 （B）5.05×10-3 mol·L-1 （C）1.01×10-4 mol·L-1 （D）1.01×10-3 mol·L-1
3．水是一种极弱的电解质，在室温下，平均每n个水分子中只有1个水分子发生电离，则n值是（ ）。
（A）1×10-14 （B）55.6×107 （C）107 （D）55.6
4．下列叙述中正确的是（ ）。
（A）使甲基橙试液变黄色的溶液一定是碱性溶液（B）使酚酞试液变红色的溶液一定是碱性溶液
（C）使甲基橙试液变红色的溶液一定是酸性溶液
（D）使紫色石蕊试液不变色的溶液一定是中性溶液
5．下列试纸使用时, 不宜先用水润湿的是（ ）。
（A）pH试纸 （B）红色石蕊试纸 （C）淀粉碘化钾试纸 （D）蓝色石蕊试纸
6．将质量百分比浓度为a%、物质的量浓度为c1 mol·L-1的稀硫酸蒸发掉一定量的水，使之质量百分比浓度为2a%，物质的量浓度为c2 mol·L-1，则c1和c2的关系是（ ）。
（A）c2 =2 c1 （B）c2 >2 c1 （C） c2 <2 c1 （D）c1 = 2c2
7．从植物花中提取一种有机物，可用简化式HIn表示，在水溶液中因存在下列电离平衡，故可作酸碱指示剂：HIn(溶液红色) H+（溶液）+In-(溶液黄色) 。在该水溶液中加入下列物质，能使指示剂显黄色的是（ ）。
（A）盐酸 （B）碳酸钠溶液 （C）硫酸氢钠溶液 （D）过氧化钠
8. 用0.1 mol·L－1 NaOH溶液滴定0.1 mol·L－1 盐酸，如达到滴定终点时不慎多加了1滴NaOH溶液（1滴溶液的体积约为0.05 mL），继续加水至50 mL，所得溶液的pH是
A. 4 B. 7.2 C. 10 D.11.3
9. pH = 13的强碱溶液与pH = 2的强酸溶液混合，所得混合液的pH = 11，则强碱与强酸的体积比是
A.11∶1 B.9∶1 C.1∶11 D.1∶9
10、.下列说法中，不正确的是
A. 用惰性电极电解CuSO4溶液(足量)过程中，溶液的颜色逐渐变浅，pH逐渐增大
B. 在正常情况下，人体血液的pH应保持弱碱性范围，为了维持人体细胞内的酸碱平衡，人需要选择不同的酸性食物或碱性食物来加以控制。
C. 在由水电离出的c(OH-)＝1×10-12mol·L-1的溶液中，Al3+不可能大量存在
D. 室温下pH＝6的酸性溶液中，可能存在NH3·H2O分子
11. 25℃，pH = x的盐酸a L与pH = y的NaOH溶液b L恰好中和，（x≤6，y≥8）
（1）若=10，则x + y = __________
（2）若x + y < 14，则=__________（用x、y表示）且a_____b（“>”或“<”）
12．250 mL pH=12的某一元强碱(MOH)溶液与250 mL 0.025 mol·L-1 的硫酸溶液相混合， 假设混合后液体体积为500 mL。试求：（1）混合液的pH；
（2）若原250 mL一元强碱中含溶质0.1 g, 则M的相对原子质量为多少
（3）若给混合液中分别滴入几滴甲基橙、无色酚酞、紫色石蕊试液，则溶液的颜色分别是什么
13．在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取VaL该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb L NaOH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>14，则Va:Vb=_____________（填表达式），且Va_________ Vb（填：>、<、=）（题中a≤6、b≥8）。
14．今有a·盐酸 b·硫酸 c·醋酸三种酸：
（1）在同体积，同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末， 在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（2）在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。
（3）物质的量浓度为0.1 mol·L-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是___________；如果取等体积的0.1 mol·L-1的三种酸溶液，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是______________（以上均用酸的序号填写）。
15．在25℃时, 有pH=a的盐酸和pH=b的苛性钠溶液，现取VamL盐酸用该苛性钠溶液中和，需VbmL苛性钠溶液。若a+b=13，则Va/Vb=____________。
16．将pH=3的弱酸溶液稀释100倍，该溶液的pH范围为：__________________。
17. 两瓶pH = 2的酸溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现提供实验室常用试剂和指示剂，请说出几种实验方法判别哪瓶是强酸。并进一步指出最简单的方法。
例题答案与解析：
例题1 （1）① c（H+）=0·005mol/L×2=0·01 mol/L ， pH=-lg10-2=2
② c（H+）=0·01mol/L÷100=10-4 mol/L ， pH=-lg10-4=4
③ pH=7（强调酸稀释后不会变成碱！）
（2）c（H+）==5×10-4, pH=-lg(5×10-4)=4-lg5=3·3
(强调10-3是10-5的100倍，所以10-5可以忽略不计)
（3）因为溶液呈碱性c（OH—）==5×10-3 c（H+）==2×10-12
pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
（4）NaOH中c（OH—）=10-2 mol/L HCl中c（H+）=10-4 mol/L二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c（OH—）==5×10-3 c（H+）==2×10-12 pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
例2：；。3。D 4 。D
5．CD 6 C 7。取相同体积的两种酸，加水稀释10倍，用玻璃棒分别蘸取稀释后两种酸，点在PH试纸上，稍后与比色卡比较，其中PH较小的为醋酸，另一为盐酸。
水的电离和溶液的PH（二）答案
：1C，2A，3B，4BC，5A，6B，7B。8．C本题还可以改为：若少加1滴NaOH溶液，pH是多少？可以按以上计算推导出，溶液中必存在过量的H+，其物质的量浓度与多加1滴NaOH时相同，因此pH = 4 10、AC 11答案：（1）15 （2）10 (x+y－14) a < b
[分析] HCl与NaOH恰好中和，即H+ 物质的量等于OH－物质的量，又知[ H+ ]=10－x，[OH－]== 10 (y－14) 10－x × a = 10 (y－14)×b = 10x+y－14
① 若=10 即 101 = 10 x+y－14
x + y = 15
② 若x + y < 14
= 10 x+y－14 可知<1 即a < b
12．（1）pH=1.7；（2）Mr=23；（3）变红色、变无色、变红色。13．（1）1；（2）0.1；（3）10a+b-14，>。
18，[分析] 两瓶酸pH相同，表示它们的[ H+ ]相同。由于弱酸的[ H+ ] = c×α ，故弱酸的物质的量浓度大于强酸，体积相同时，弱酸中含溶质物质的量大于强酸；稀释弱酸时，其[ H+ ]的改变小于强酸。 根据以上分析，可以有多种判别方法：
①分别取相同体积的两种酸，分别加入不足量的金属，反应速率迅速减慢的是强酸；若分别加入过量的金属，产生H2量较少的是强酸。
②各取2 mL两种酸，分别加入pH = 12的2 mL烧碱，用pH试纸测试混合液，呈中性的是强酸。
③取相同质量的Na2CO3粉末两份，分别滴入同体积两种酸，产生气体少的是强酸。
④取相同体积的两份酸，用蒸馏水稀释相同的倍数如10倍或20倍，然后用pH试纸分别测试pH，pH变化大的那瓶是强酸。
比较以上各种方法，操作最简单，消耗药品最少是④。
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