人教版 (新课标)选修4 化学反应原理第三章 水溶液中的离子平衡第二节 水的电离和溶液的酸碱性教学设计及反思

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第二节　水的电离和溶液的酸碱性课时1　水的电离　溶液的酸碱性与pH目标与素养：1.了解水的电离平衡、离子积常数及影响因素。(宏观辨识与平衡思想)2.了解溶液的pH，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度大小与溶液酸碱性之间的关系。(证据推理与科学探究)一、水的电离1．水的电离(1)水是一种极弱的电解质。(2)水的电离方程式为2H2OH3O＋＋OH－，简写为H2OH＋＋OH－。2．水的电离常数与离子积常数(1)水的电离平衡常数K电离＝。(2)水的离子积常数(KW)①含义：因为水的浓度可看作常数，所以水中的c(H＋)·c(OH－)可看作常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，用KW表示。②表达式与数值：表达式KW＝c(H＋)·c(OH－)，室温时，KW＝1.0×10－14。③影响因素：KW只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，KW增大。微点拨：对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定是水电离出的。二、溶液的酸碱性和pH1．溶液的酸碱性(1)溶液的酸碱性：溶液酸碱性的判断标准是溶液中c(H＋)与c(OH－)的相对大小。(2)溶液酸碱性与溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系：c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性；c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性，且c(H＋)越大，酸性越强；c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性，且c(OH－)越大，碱性越强。(3)25 ℃，酸碱性与c(H＋)、c(OH－)的关系①酸性：c(H＋)>1×10－7 mol·L－1，c(OH－)<1×10－7 mol·L－1。②碱性：c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，c(OH－)>1×10－7 mol·L－1。③中性：c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1。(4)溶液酸碱性的表示方法①当c(H＋)或c(OH－)大于1 mol·L－1时，通常用c(H＋)或c(OH－)直接表示。②当c(H＋)或c(OH－)小于或等于1 mol·L－1时，通常用pH表示。2．溶液的pH(1)表达式：pH＝－lgc(H＋)。如：c(H＋)＝1.0×10－5 mol·L－1的酸性溶液，pH＝5。(2)意义：pH越大，溶液碱性越强；pH越小，酸性越强。(3)溶液的酸碱性与pH的关系(常温下)3．溶液pH的测定(1)pH试纸法①种类广泛pH试纸：其pH范围是1～14(最常用)。精密pH试纸：其pH范围较窄，可判别0.2或0.3的pH差值。专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。②使用方法：把一小块pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡对照来确定溶液的pH。(2)pH计测定法。pH计又称酸度计。　用湿润的pH试纸测溶液的pH，结果一定偏高吗？[答案]　不一定，测酸液偏高，测碱液偏低，测中性液没有偏差。1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)水中加入酸或碱，水的电离受到抑制，KW变小。 (　　)(2)25 ℃时，水的离子积KW＝1×10－14,35 ℃时，水的离子积KW＝2.1×10－14，则35 ℃时水中的c(H＋)＞c(OH－)。 (　　)(3)某温度下，纯水中c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，则c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1。               (　　)(4)用湿润的pH试纸，测定某酸液的pH结果偏低。 (　　)[答案]　(1)×　(2)×　(3)×　(4)×2．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是(　　)A．pH＝7的溶液是中性B．中性溶液中一定有c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1C．c(OH－)＝c(H＋)的溶液呈中性D．在100 ℃时，纯水的pH<7，因此显酸性[答案]　C3．25 ℃，0.1 mol·L－1的NaOH溶液中，c(OH－)＝________，c(H＋)＝________，c(OH－)H2O＝________。[答案]　0.1 mol·L－1　1×10－13 mol·L－1　1×10－13 mol·L－1水电离的影响因素 水的电离：H2OH＋＋OH－　ΔH>0条件变化移动方向c(H＋)c(OH－)KW电离程度影响升高温度右移增大增大增大增大促进加酸左移增大减小不变减小抑制加碱左移减小增大不变减小抑制加活泼金属如Na右移减小增大不变增大促进模型认知：溶液中c(H＋)H2O或c(OH－)H2O的求算模板(1)酸液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(OH－)＝。(2)碱液：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝c(H＋)＝。(3)中性纯水：c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O＝。【典例】　某T ℃ 时纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，则0.01 mol·L－1的盐酸中c(H＋)H2O＝________。[解析]　KW＝1×10－6×1×10－6＝1×10－12，0.01 mol·L－1的盐酸中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，故c(OH－)＝＝1×10－10 mol·L－1，所以c(H＋)H2O＝1×10－10 mol·L－1。[答案]　1×10－10  mol·L－11．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋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，c(H＋)不变B　[解答时要先分析水的电离平衡的移动方向，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＋＋SO，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，但仍呈中性，D项不正确。]2．在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是(　　)A．由水电离出的c(H＋)相等B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1D．两者都促进了水的电离A　[A项，二者c(H＋)、c(OH－)相同，对水电离抑制程度相同；B、C项，没有告诉温度，KW不知，无法求c(H＋)H2O、c(OH－)H2O；D项，二者均抑制水电离。]溶液酸碱性及判断1.溶液酸碱性的判断依据 2．溶液酸碱性与c(H＋)、pH的关系溶液中c(H＋)越小，c(OH－)越大，溶液的酸性越弱，碱性越强，pH越大。3．下列溶液一定显酸性的是(　　)A．溶液中c(OH－)>c(H＋)B．滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液C．溶液中c(H＋)＝10－6 mol·L－1D．pH<7的溶液B　[没有指明温度，C、D项均不能确定酸碱性；A项中呈碱性。]4．25 ℃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－1C．1 L中含有4 g NaOH的溶液D．c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液B　[常温下，可以根据pH或c(H＋)比较溶液的酸碱性，同样也可以根据c(OH－)的大小来比较。A、C、D三个选项中溶液的c(OH－)依次为1×10－3 mol·L－1、0.1 mol·L－1、1×10－4 mol·L－1，所以B中溶液的c(OH－)最大，碱性最强。]1．下列说法正确的是(　　)A．水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－B．升高温度，水的电离程度增大C．在NaOH溶液中没有H＋D．在HCl溶液中没有OH－B　[A项，H2O为弱电解质，电离方程式用“”；C、D项，酸、碱溶液中H＋、OH－均存在。]2．向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－)不变B．pH减小了C．c(OH－)降低了D．水电离出的c(H＋)增加了D　[水的电离逆向移动，水电离产生的H＋、OH－浓度均减小，但溶液的酸性增强，pH减小，B、C正确，D错误；因水的离子积常数只受温度影响，故A项正确。]3．25 ℃时，在等体积的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液中　②0.05 mol·L－1Ba(OH)2溶液中　③1 mol·L－1 NaCl溶液中　④纯水中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)A．1∶10∶107∶107 B．107∶107∶1∶1C．107∶106∶2∶2 D．107∶106∶(2×107)∶2A　[25 ℃时，0.5 mol·L－1 H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水电离出的c水(H＋)＝10－14 mol·L－1,0.05 mol·L－1 Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，则水电离出的c水(H＋)＝10－13mol·L－1，NaCl和纯水中由水电离出的c水(H＋)均为10－7mol·L－1。则等体积的上述四种溶液中由水电离出的n(H＋)(即发生电离的水的物质的量)之比为10－14∶10－13∶10－7∶10－7＝1∶10∶107∶107。]4．下列溶液一定显酸性的是(　　)A．含H＋的溶液B．c(OH－)<c(H＋)的溶液C．pH<7的溶液D．能与金属Al反应放出H2的溶液B　[溶液中的酸碱性取决于溶液中c(H＋)与c(OH－)的相对大小，A错误，B正确；25 ℃时，pH<7的溶液才是酸性溶液，C错误；与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液，D错误。]5．现有下列物质①100 ℃纯水、②25 ℃ 0.1 mol·L－1 HCl溶液、③25 ℃ 0.1 mol·L－1 KOH溶液、④25 ℃ 0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液。(1)这些物质与25 ℃纯水相比，能促进水电离的是________(填序号)，能抑制水的电离的是________，水电离的c(OH－)等于溶液中c(OH－)的是________，水电离的c(H＋)等于溶液中c(H＋)的是________。(2)②和③溶液中水的电离度相等，进而可推出的结论是：同一温度下，________时，水的电离度相等。[解析]　水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；强酸溶液中，由于酸电离出的c(H＋)远大于水电离出的c(H＋)，酸电离的c(H＋)可看成溶液中的c(H＋)，强碱溶液中，由于碱电离的c(OH－)远大于水电离的c(OH－)，碱电离的c(OH－)可看成溶液中的c(OH－)。[答案]　(1)①　②③④　①②　①③④(2)酸溶液中的c(H＋)等于碱溶液中的c(OH－)