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《水溶液》
第一课时 水的电离及溶液pH计算
【课时目标】
1.知道水是弱电解质并存在电离平衡,能够用Kw表示其电离平衡常数
2.理解酸、碱能使水的电离平衡移动而水的Kw不变
3.能初步运用pH表示溶液的酸碱性
【自主探究】
1.纯水的导电性实验说明 ,水的电离方程式 。在纯水中,水的主要存在形态是 (填H2O、H+、OH-) .水的离子积用符号Kw来表示,其表达式为 ,常温下,Kw= 。 纯水中[H+]=[OH-]= 。
2.水的电离是吸热过程。随着温度的升高,水的离子积常数 (填增大、不变、减小),[H+]=[OH-] 10-7mol·L-1 (填<、>或=).
3.(1)水的电离平衡本质上是化学平衡,一定温度下,向纯水中通入少量HCl气体,水的电离平衡 (填向右、向左、不)移动,水的电离程度 (填增大、不变、减小),Kw (填增大、不变、减小),水电离产生的[H+] (填增大、不变、减小),水电离产生的[OH-] (填增大、不变、减小) 。溶液中[H+] [OH-](填<、>或=) 。
(2)向纯水中加入少量NaOH固体,[H+]·[OH-] (填增大、不变、减小),溶液中[H+] [OH-](填﹥、﹤或﹦);
(3)已知NaCl溶液呈中性,向纯水中加入NaCl固体,水的电离平衡 (填向右、向左、不)移动,[H+]·[OH-] (填增大、不变、减小),溶液中[H+] [OH-](填﹥、﹤或﹦)。
4.溶液pH的定义 (用数学表达式表示)。室温下,酸性溶液中[H+]·[OH-]= mol2·L-2,[H+] [OH-](填﹥、﹤或﹦),pH 7(填﹥、﹤或﹦);碱性溶液中[H+]·[OH-]= mol2·L-2,[H+] [OH-](填﹥、﹤或﹦),pH 7(填﹥、﹤或﹦);[H+] 10-7mol·L-1;中性溶液中[H+] [OH-] 10-7mol·L-1。
【合作探究】
1. 在电解NaOH溶液时,在阴极放电的离子是_____ ;该离子来自_________,其浓度____10-7mol·L-1,在电解稀硫酸溶液时,在阳极放电的离子是_____,该离子来自_________,其浓度____10-7mol·L-1。
2.①pH=7②[H+]=10-7mol·L-1③[OH-]=10-7mol·L-1④[H+]=[OH-]的四种溶液一定呈中性的是_____。
3.pH=0的溶液是酸性最强的溶液,pH=14的溶液是碱性最强的溶液。这一说法对吗?
4.pH=3的硫酸溶液中,[H+]=____mol·L-1,[SO42-]=____mol·L-1,[OH-]=____mol·L-1,由水电离产生的H+的浓度是_____mol·L-1。由此说明在酸溶液中,水的电离是被_____(填促进或抑制)
5.25℃时,某溶液中,水电离产生的c(OH-)=10-12mol·L-1·,则该溶液中由水电离产生的[H+]=_____mol·L-1。溶液的可能是多少?
【基础演练】
1.下列溶液肯定显酸性的是:
A.含H+的溶液 B. 能使酚酞显无色的溶液 C. pH﹤7的溶液 D. c(OH-)﹤c(H+)的溶液
2.在0.1 mol·L-1氢氧化钠溶液和0.1 mol·L-1的盐酸中,水的电离程度
A.前者大 B. 后者大 C. 一样大 D. 无法确定
3.能够使平衡H2O+H2OH3O++OH-向右移动的措施是
A.升高水溶液的温度 B.加入少量硫酸溶液
C.加入少量的NaOH溶液 C.向水中放入冰块
4.水是一种极微弱的电解质,在室温下平均每n个水分子中只有一个分子发生电离,则n值是
A.1×10-14 B.55.6×107 C.107 D.55.6
5.能影响水的电离平衡,并使溶液中的C(H+)﹥C(OH-)的措施是
A.向纯水中投入一小块金属钠 B. 将水加热煮沸
C.向水中通入SO2 D. 向水中加入NaCl
6.25℃的下列溶液中,碱性最强的是:
A.pH = 11的溶液 B.c(OH-) = 0.12 mol/L的溶液
C.1L中含有4 g NaOH的溶液 D.c(H+) = 1×10-10 mol/L的溶液
7.在室温下,向饱和H2S溶液中缓慢通入过量SO2气体(发生2H2S+SO2=3S+2H2O),溶液的pH随着通入SO2体积的变化曲线示意图,合理的是:
8.为了更合理地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度”(用AG表示)概念,AG=lg.下列叙述正确的是
①任何温度下,水的AG等于0 ②溶液的AG越小,酸性越强
③常温下,0.1mol·盐酸的AG=12 ④25℃时,某溶液的AG=-10,其pH=10
A.①③ B.②④ C.①② D.③④
9. 常温下将10mlpPH=13的Ba(OH)2溶液加水稀释至100ml,所得溶液的pH为
A. 14 B. 12.7 C. 12 D. 10
10.在由水电离产生的H+浓度为1×10-13 mol/L的溶液中,一定能大量共存的离子组是
①K+、Cl-、NO3- 、S2-; ②K+、Fe2+、I-、SO42 -; ③Na+、Cl-、NO3- 、SO42 -
④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3- ⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-
A. ①③ B. ③⑤ C. ③④ D. ②⑤
11.甲溶液的pH为4,乙溶液的pH为2,甲溶液与乙溶液的c(OH-)的比为 。
12.某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,则此时c(OH-)= 。若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6mol·L-1,则c(OH-)= 。
13.在25℃时,水的离子积Kw= 1×10-14 , 在100℃时,水的离子积Kw= 1×10-12。
(1)100℃时,水中C(H+)>C(OH-),这种说法对吗?为什么?
(2)100℃时,已电离水的物质的量占所有水的物质的量的百分数是多少?
第二课时 强、弱电解质
【课时目标】
1、在了解电解质、非电解质的基础上,能分类判断强、弱电解质;
2、能解释强、弱电解质在水溶液中的存在形态。
3、能进行强酸、强碱溶液的pH值计算。
【知识梳理】
1.比较盐酸溶液、NaOH溶液、氨水、醋酸溶液、NaCl溶液,在溶液的体积和浓度及其它实验条件相同的情况下,不同电解质溶液的导电能力不同是因为 不同电解质电离程度不同 ,电离程度的大小是区分强弱电解质的依据。根据导电实验,上述五种溶液中,由弱电解质形成的溶液是 氨水和醋酸溶液 ,其理由是:相同浓度和向体积的五种溶液中,这两种溶液的导电能力弱,说明两溶液中离子的浓度小,进而表明NH3·H2O 、CH3COOH在水中的电离程度较小,因此是弱电解质。
2.强电解质包括 强酸 强碱和绝大多数盐 ,它们在水溶液中 全部电离 ;弱电解质包括 弱酸 弱碱 水 ,它们在水溶液中 部分电离 ,存在着电离平衡。
3.在H2SO4溶液中,除税分子外,还存在的粒子 。在醋酸溶液中存在的分子有 CH3COOH 、 H2O ,存在的离子有 CH3COO- 、OH-、 H+ 。
【思辨探究】
【辨析一】 强电解质溶液的导电能力一定强,弱电解质溶液的导电能力一般比较弱。该说法一定正确吗?
溶液导电能力的强弱决定于溶液中导电离子浓度的大小,当强电解质溶液的浓度较小时,尽管强电解质完全电离,其离子的浓度依然较小,溶液的导电能力就较弱;弱电解质溶液中,由于弱电解质的电离程度一般较小,因此溶液中离子浓度较小,但不一定必很细的强电解质溶液中的离子浓度小,溶液的导电能力可能比稀的强电解质溶液强。因此,强电解质溶液的导电能力不一定强,弱电解质溶液的导电能力一般比较弱。由此,强、弱电解质区分的依据是其电离程度的大小,这一点需要进行测量或计算。
【辨析二】 Cl2、SO2、NH3的水溶液都能导电,这是否说明它们是电解质?
电解质是在溶液或熔融状态下能够导电的化合物,非电解质是在溶液或熔融状态下均不能够导电的化合物。Cl2是单质,因此Cl2既不是电解质,也不是非电解质。SO2、NH3的水溶液能够导电,起导电作用的离子来源于H2SO3、NH3·H2O,因此H2SO3、NH3·H2O是电解质,而SO2、NH3是非电解质。
【探究】如何进行强酸、强碱溶液PH的计算?
例:(1).0.1mol/L的盐酸溶液的pH= 。
(2).pH=2的HCl溶液稀释1000倍,所得溶液的pH= 。
(3) . pH=11的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液的pH= 。
(4).pH=2的HCl溶液与pH=4的HCl溶液等体积混合,所得溶液的pH= 。
(5).0.1 mol·L-1的HCl与0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液的pH= 。
解析:
(1)溶液中[H+]=0.1mol/L,pH=-lg[H+]=-lg0.1=1
(2)设原体积为VL,则稀释后的体积为1000VL,原溶液中所含H+的物质的量为10-2Vmol,
且稀释过程中不变,稀释后C(H+)=10-2Vmol÷1000VL=10-5 mol·L-1,PH=5
(3)设原体积为VL,则稀释后的体积为100VL,原溶液中所含OH-的物质的量为10-3Vmol,
且稀释过程中不变,稀释后c(OH-)=10-3Vmol÷100VL=10-5 mol·L-1,c(H+)=10-14÷10-5
=10-9(mol·L-1),pH=9
(4)设两溶液体积都为VL,混合溶液中所含H+的物质的量等于两溶液中所含H+的物质的量之和,
即10-2Vmol+10-4Vmol,通常忽略混合过程中溶液体积的变化,混合溶液体积未2VL,溶液中
c(H+)=(10-2Vmol+10-4Vmol)/2VL≈5×10-3 mol·L-1,pH=2.3
(5) 首先要判断哪种物质过量,盐酸中的[H+]=0.1 mol·L-1, Ba(OH)2溶液中的[OH-]=0.12 mol·L-1,
故碱过量,可求出溶液中[OH-]=(0.12 mol·L-1-0.1 mol·L-1)/2=0.01 mol·L-1,[H+]=10-12 mol·L-1,pH=12.
答案:(1)1 (2)5 (3)9 (4)2.3 (5)12
[方法点拨]一定溶液PH的计算,首先确定[H+],带入公式pH=-lg[H+]进行计算;溶液稀释问题的计算依据是稀释过程中H+(或OH-)的物质的量保持不变;两种溶液混合后溶液的pH计算,若为酸的溶液混合,则[H+](混)=( [H+]1V1+ [H+]2V2)/(V1+V2),若为碱的溶液混合,则[OH-](混)=( [OH-]1V1+ [OH-]2V2)/(V1+V2),若为酸碱溶液混合,首先判断过量情况,若酸过量,则[H+](余)=( [H+]1V1- [OH-]2V2)/(V1+V2)。若碱过量,则[OH-](过)=([OH-]1V1- [H+]2V2)/(V1+V2), 若刚好中和,则溶液的PH=7。
【思维体操】
※基础演练
1.甲酸的下列性质中,可以证明它是弱电解质的是:D
A.1摩/升甲酸溶液的pH值约为2 B.甲酸能与水以任何比例互溶
C.10毫升1摩/升甲酸恰好与10毫升1摩/升NaOH溶液完全反应
D.在相同条件下,甲酸溶液的导电性比强酸溶液的弱
2.下列物质中属于非电解质的是:BC
A.Cu B.SO2 C.C2H5OH D.NH4Cl
3.下列物质中属于弱电解质的是:C
A.Na2CO3 B C2H5OH C.H2O D.AgCl
4. pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混和,所得混和液的pH =11,则强酸与强碱的体积比是
5.把0.05molNaOH固体分别加入到100mL下列液体中,溶液的导电能力变化最小的是 BD
A.自来水 B.0.5mol/L盐酸 C.0.5mol/L HAc溶液 D.0.5mol/LKCl溶液
6.下列说法中,正确的是:CD
A. 强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
B.在同温同压下,强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的强
C.硫酸钡难溶于水,但硫酸钡是强电解质
D.在强电解质的水溶液中只有离子没有分子
7.从下列现象中可以判断某一元酸是强酸的是:D
A.加热该酸至沸腾也不分解 B.该酸可以与石灰石反应放出CO2
C.该酸可以使石蕊试液变红色
D.该酸浓度为0.1 mol·L-1,其溶液中C(H+)=0.1mol·L-1
8.水的电离平衡如右图所示.
(1)若A点表示25℃时水的电离平衡状态,当升高
温度至100℃时水的电离平衡状态为B点,则此时
水的离子积为 10-12 moI2/L2.
(2)将100℃时pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的盐酸
混合,并保持100℃的恒温,欲使混合溶液的
pH=7,则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为 2:9 .
※自我提升
9.(4分)今有a:CH3COOH、b:HCl、c:H2SO4三种溶液。
(1)当它们的pH相同时,其物质的量浓度的关系是 a>b>c 。
(2)当它们的物质的量浓度相同时,其pH关系是 a>b>c 。
(3)中和同一烧碱溶液,需同浓度的三种溶液的体积关系是 a=b>c 。
(4)体积浓度相同的a、b、c三溶液,分别与同浓度的NaOH溶液反应使pH等于7,所需NaOH溶液的体积关系是 a21世纪教育网
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