2020┄2021届北京选修4 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性

2021年北京选修4 第1课时水的电离和溶液的酸碱性
[目标要求] 1.理解水的离子积常数，理解酸、碱对水的电离平衡的影响。

2.了解pH的概念，理解溶液的c（H＋）、pH与溶液酸碱性的关系。

基础知识梳理
一、水的电离
1．水的电离
实验证明，水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，在一定条件下可以达到电离平衡，其电离方程式为H2O＋H2O H3O＋＋OH—，简写成H2O H＋＋OH—。

其浓度平衡常数表达式为K＝错误!。

25℃时，纯水中c（H＋）＝c（OH—）＝1×10—7mol·L—1。

2．水的离子积
（1）定义：水中c（H＋）·c（OH—）乘积为一常数，记作：K W＝c（H＋）·c（OH—）。

（2）影响因素：温度，温度升高，K W增大。

（3）25℃时，K W＝c（H＋）·c（OH—）＝1×10—14。

注意：①K W不仅适用于纯水，也适用于酸性或碱性的稀溶液；
②K W只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；
③酸溶液中可以忽略由水电离出来的c（H＋），碱溶液中可以忽略由水电离出来的c（OH—）。

二、溶液的酸碱性与pH
1．pH＝—lg c（H＋），反过来c（H＋）＝10—pH。

2．溶液中c（H＋）与c（OH—）的大小关系及溶液的pH：
注意：①溶液的酸性越强，pH越小；溶液的碱性越强，pH越大。

②pH一般适用于表示c（H＋）或c（OH—）小于等于1 mol·L—1的溶液。

针对性训练
知识点一水的电离
1．在某温度时，测得纯水中的c（H＋）＝2.0×10—7mol·L—1，则c（OH—）为（）
A．2.0×10—7mol·L—1 B．0.1×10—7mol·L—1
C．1.0×10—14/2.0×10—7mol·L—1 D．无法确定
答案A
2．室温下，把1 mL 0.1 mol·L—1的H2SO4加水稀释成2 L溶液，在此溶液中由水电离产生的H
＋，其浓度接近于（）
A．1×10—4mol·L—1 B．1×10—8mol·L—1
C．1×10—11mol·L—1 D．1×10—10mol·L—1
答案D
3．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
答案C
知识点二水的离子积常数
4．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（）
A．因为水的离子积常数的表达式是K W＝c（H＋）c（OH—），所以K W随溶液中c（H＋）和c （OH—）的变化而变化
B．水的离子积常数K W与水的电离平衡常数K是同一物理量
C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化
D．水的离子积常数K W与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量
答案C
5．25℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋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，K W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，K W增大，pH不变
答案B
知识点三溶液的酸碱性
6．下列说法正确的是（）
A．pH<7的溶液一定是酸溶液
B．同温下，pH＝5的溶液和pH＝3的溶液相比，前者c（OH—）是后者的100倍
C．室温下，每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离
D．在1 mol·L—1的氨水中，改变外界条件使c（NH错误!）增大，则溶液的pH一定增大
答案B
7．对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是（）
A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．使温度都升高20℃后，两溶液的pH均不变
C．加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小
D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多
答案A
解析解答本题时要注意以下两点：（1）醋酸和盐酸pH相同时，醋酸浓度比盐酸大；
（2）稀释时两溶液pH均增大，加热pH均减小。

8．下列溶液一定显酸性的是（）
A．溶液中c（OH—）>c（H＋）
B．滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
C．溶液中c（H＋）＝10—6mol·L—1
D．pH>7的溶液
答案B
课后作业
练基础落实
1．下列粒子能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是（）
A．CH3COOH B．[错误!错误!错误!H]— C．NH错误!Ｄ．
答案C
2．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是（）
A．100℃水中，c（H＋）·c（OH—）＝1×10—14
B．纯水中，25℃时，c（H＋）·c（OH—）＝1×10—14
C．25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中c（H＋）·c（OH—）＝1×10—14
D．K W值随温度升高而增大
答案A
3．常温下，某溶液中由水电离的c（H＋）＝1×10—13mol·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
答案A
4．在相同温度下，0.01 mol·L—1NaOH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—12mol·L—1
C．由水电离出的c（OH—）都是0.01 mol·L—1
D．两者都促进了水的电离
答案A
练方法技巧
5．已知液氨的性质与水相似，25℃时，NH3＋NH3NH错误!＋NH错误!，NH错误!的平衡浓度
为1×10—15mol·L—1，则下列说法中正确的是（）
A．在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大
B．在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小
C．在此温度下液氨的离子积为1×10—17
D．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2
答案D
6． t℃时，水的离子积为K W，该温度下将a mol·L—1的一元酸HA与b mol·L—1的一元碱BOH等体积混合，要使混合液呈中性，必要的条件是（）
A．混合液中c（H＋）＝错误!
B．混合液的pH＝7
C．a＝b
D．混合液中c（B＋）＝c（A—）＋c（OH—）
答案A
7． pH＝3的两种一元酸HX和HY溶液，分别取50 mL加入足量的镁粉，充分反应后，收集到H2的体积分别为V（HX）和V（HY），若V（HX）>V（HY），则下列说法正确的是（）A．HX可能是强酸
B．HY一定是强酸
C．HX的酸性强于HY的酸性
D．反应开始时二者生成H2的速率相等
答案D
练综合拓展
8．乙醇、液氨、水都可以发生自偶电离，如H2O＋H2O H3O＋＋OH—，NH3＋NH3NH错误!＋NH错误!，则下列叙述正确的是（）
A．乙醇的自偶电离方程式为2CH3CH2OH CH3CH2OH错误!＋CH3CH2O—
B．乙醇的电离方程式为CH3CH2OH===CH3CH2O—＋H＋
C．若液氨的离子积常数为1.0×10—28，则液氨浓度为1.0×10—14mol·L—1
D．若可用与pH相当的定义来规定pOH、pNH2等，则乙醇中与pH相当的为lg c（CH3CH2OH 错误!）
答案A
9．有一学生甲在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。

学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。

学生丙对学生甲的操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。

（1）你支持________（填“乙”或“丙”）同学的观点，原因是____________________。

（2）若用此法分别测定c（H＋）相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________，原因是________________________________________________________________________。

（3）只从下列试剂中选择实验所需的物品，你________（填“能”或“不能”）区分0.1 mol·L—1的硫酸和0.01 mol·L—1的硫酸。

若能，简述操作过程。

________________________________________________________________________
①紫色石蕊试液②酚酞试液③甲基橙试液④蒸馏水⑤BaCl2溶液⑥pH试纸
答案（1）丙当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差
（2）盐酸在稀释过程中，醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中c（H＋）较盐酸溶液中c（H＋）大，误差较小
（3）能用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 mol·L—1的硫酸。