3.2.1 水的电离与溶液的酸碱性 导学案-2021-2022学年高二化学人教版选修4

第三章第二节水的电离和溶液的酸碱性（1）
水的电离与溶液的酸碱性
学习目标：1、掌握水的离子积K w的含义、表达式及其与温度的关系
2、理解外界条件对水的电离的影响
3、知道决定溶液酸碱性的本质因素是c(H+)与c(OH-)的相对大小
4、知道pH与c(H+)的定量关系，能进行溶液pH的简单计算
重、难点：外界条件对水的电离的影响；溶液pH的计算。

【复习回顾】
1、分析HCl在水中的电离过程:HCl是电解质，在水溶液中电离。

2、分析CH3COOH在水中的电离过程:CH3COOH是电解质，在水溶液中电离。

请分别写出HCl和CH3COOH在水中的电离方程式。

、
一、水的离子积
阅读教材P45：
1．水的电离：水是一种______ 电解质，能发生电离；水的电离是一个可逆过程，在一达到定条件下可以达到，其电离方程式为；简记为：；水的电离平衡常数的表达式为：
[思考]：实验测得，在室温下1L H2O（即mol）中只有1×10-7 mol H2O电离，则室温下（250C时），c(H+)和c(OH-)分别为。

例如：室温下，5.56×108个水分子中只有一个水分子电离。

2、外界条件对水的电离的影响
[学生小结]：对于电离平衡H2O H+ +OH-中
条件变化平衡移动方向c（H+）/（mol/L）c（OH－）/（mol/L）水的电离程度
升高温度
加入NaCl固体
通入HCl气体
加入NaOH固体
加水
加入金属钠
【小结】酸、碱会电离产生H＋或OH－对水的电离平衡起抑制作用，水的电离程度会减小。

★注意：加酸、加碱对水的电离都是抑制作用。

3．水的离子积
由于c(H 2O)可以视为常数，因此 )
O H (c )OH (c )H (c K 2-+⋅=电离
可表示为c （H +）·c （OH —
）=K 电离·c(H 2O)，
其中常数K 电离与c(H 2O)的积{K 电离·c(H 2O)}为一新的常数，叫做水的 ， 简称水的离子积，记作K W 。

★水的离子积表达式：K W = 。

★注意：（1）K W 只受温度影响，温度升高，K W ，和溶液浓度无关。

（2）水的离子积是指纯水或稀水溶液所有c(H +)与所有c(OH -)的乘积，与溶液的酸性、中
性或碱性无关。

即温度一定时， 任何稀水溶液中K W 为 。

由于250C 时，c （H +）= c （OH —
）= 1×10-7mol/L
★所以：250C 时（室温下），Kw = c （H +）·c （OH —
）=1×10-14 ★又由于1000C 时，Kw = c （H +）·c （OH —
）=1×10-12 所以：1000C 时，纯水中 c （H +）= c （OH —）= 1×10-6mol/L
讨论1： 25℃ 0.01mol/L 的HCl 中，c(H +) = ， c(OH -) = ； 水电离出的c(H +) = ， 水电离出的c(OH -) =
讨论2：25℃ 1×10- 10 mol/L 的HCl 中，c(H +) = ， c(OH -) = ； 水电离出的c(H +) = ， 水电离出的c(OH -) =
★注意：（3）不同水溶液中，c (H +) 与c(OH -) 不一定相等，但任何水溶液中由水电离出的c (H +) 与c(OH -)一定相等。

（4）在极稀溶液中，水的电离不能忽略:
极稀酸溶液中：K W = [c (H +)酸+c (H +)水] ·c(OH -)水 极稀碱溶液中：K W = [c (OH -)碱+c (OH -)水] ·c(H +)水
（5）25℃时，任何水溶液中，H +离子浓度和OH -离子的浓度乘积都为 1×10- 14
（6）酸溶液中可以忽略水电离出的c （H +），碱溶液中可以忽略水电离出来的c (OH -)，但极稀酸碱溶液除外。

练习1、判断下列说法是否正确（ ）双选
A 、 25℃ ，某稀溶液中水电离出的c (H +) = 10 -12mol/L ，则该溶液是碱性溶液。

B 、某温度下，纯水中 c (H +) = 2×10 -7 mol/L 。

滴入盐酸，c (H +) = 5×10 -6 mol/L ，则 c(OH -) = 8×10 -9 mol/L 。

C 、某温度下，向盐酸中加水， c(OH -)增大 。

D 、某温度下，纯水中 c (H +) = 10 -5 mol/L ，某酸中c (H +) = 10 -2 mol/L ，则水电离出的c (H +) = 10 -2 mol/L
练习2、某温度时，测得纯水中的 A.2.4×10 -7 mol/L B. 1×10- 7 mol/ L
)
()(,104.2)(1
7
为则-
--+
⋅⨯=OH c L mol H c
二、溶液的酸碱性和pH
（一）溶液的酸碱性
[思考] 酸性溶液中是否有OH -存在？碱性溶液中是否有H +存在？如何判断溶液酸碱性? 比较下列情况下，c (H +)和c (OH -）的值或变化趋势（变大或变小）：
（常温） 纯水 加少量盐酸
加少量氢氧化钠
c (H +) c (OH -)
c (H +)和c (OH -)大小比较
★【结论】：溶液的酸碱性取决于c (H +)和 c (OH —
)的______大小。

（酸、碱性的本质判据） c (H +)与c (OH -)关系 常温（25℃）时， c(H +)/mol·L -1
溶液酸碱性
c (H +) = c (OH -) c (H +) > c (OH -) c (H +) < c (OH -)
思考：若为100℃呢？
例如1000C 时，水的离子积为Kw=1.0⨯10-12，纯水中 c (H +) = c(OH -) = 1×10- 6 mol/L ，此温度下中性溶液的c (H +) = c(OH -) = 。

（二）溶液的pH ：
[教师]溶液的酸碱性如何表示呢？
（1）溶液的酸碱性可用c （H ＋
）与c （OH －
）的相对大小表示。

(2)c (H +) 和 c (OH -)都较小的稀溶液(＜1mol/L)，化学上常采用pH 来表示溶液酸碱性的强弱。

★☆pH 表示c (H +
)的负对数，pH=－lg{c(H +)}，c(H +) =10-pH
无法确定
)(./710
4.214
100.1./7100.1./7104.2.--⨯-⨯-⨯-⨯OH c D L
mol C L
mol B L
mol A 的物质的量的乘积和）
（
的增加而减小的是氨水时，溶液中随水量全国）用水稀释、（练习--+-⋅⋅-OH D OH c H c C OH c O H NH c B O H NH c OH c A L mol .)()(.)()23(.
)23()(./1.0983
若某溶液c(H+)＝m×10-n mol·L-1，该溶液pH为：pH＝n-lgm
特殊结论: lg2≈0.3 lg3≈0.48 lg4≈0.6lg5≈0.7
例如：25℃时，纯水或中性溶液，c(H+) ＝1×10-7 mol/L，则溶液pH为：pH = -lg{c(H+)} = -lg(1×10 -7) = 7
【轻松做答】
（1）C(H+)＝1×10-6mol/L pH=______；C(H+)＝1×10-3mol/L pH=__ ___ C(H+)＝1×10-m mol/L pH=______ ；C(OH-)＝1×10-6mol/L pH=______
C(OH-)＝1×10-10mol/L pH=______ ；C(OH-)＝1×10- n mol/L pH=___ ___
（2）pH=2 C(H+)＝________ ；pH=8 c(H+)＝_______；（3）c(H+)＝1mol/L pH= ______
练习1、c(OH-) = 1×10-2mol/L的碱性溶液中，pH＝________
练习2、常温下，0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中，c(OH-)＝________；pH=13 的Ba(OH)2 溶液中，c(OH-)=________
练习3、常温下，溶液中由水电离出的c(H+)＝1×10-13mol/L，则溶液的pH=_____________
★注意：（a）如果题目中没有指明温度，则默认为常温（25℃）
(b) pH的适应范围：稀溶液，0～14之间；
3、【知识拓展】
由于：c(H+)·c(OH-)＝K W，等式两边取负对数，即得：-lg{c(H+)·c(OH-)} ＝-lgK W -lg{c(H+)} -lg{c(OH-)} ＝-lgK W，若定：-lg{c(OH-)} ＝pOH
由于25℃时，-lgK W＝14 可得：pH + pOH = 14
故25℃时，纯水或中性溶液中，pH = pOH = 7
例：25℃时,100mL 0.05mol/LNaOH溶液的pH为___________
【反馈练习】
1．pH=2的强酸溶液，加水稀释，若溶液体积扩大10倍，则下列说法正确的是（）（双选）A、C(H+)和C(OH-)都减少B、C(H+)增大C、C(OH-)增大D、C(H+)减小
2．向纯水中加入少量的KHSO4固体（温度不变），则溶液的（）（双选）
A、pH值升高
B、C(H+)和C(OH-)的乘积增大
C、酸性增强
D、OH-离子浓度减小3．100℃时，K W=1×10-12，对纯水的叙述正确的是（）
A、pH=6显弱酸性
B、C(H+)=10-6mol/L，溶液为中性
C、K W是常温时的10-2倍
D、温度不变冲稀10倍pH=7
（三）溶液的酸碱性和pH的关系
常温下，中性溶液c（H＋）＝1×10－7mol/L pH___ ___7
常温下，酸性溶液c（H＋）＞1×10－7mol/L pH___ ___7
常温下，碱性溶液c（H＋）＜1×10－7mol/L pH___ ___7
归纳：pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)
pH溶液的酸碱性
pH<7溶液呈性，pH越小，溶液的酸性
pH=7溶液呈性
pH>7溶液呈性，pH越大，溶液的碱性
★★注意：
1、通常，当c(H+)或c(OH-)≥1mol/L的溶液，其酸碱性不用pH表示，而是直接用H+浓度或OH-
浓度来表示。

2、pH 相差1，c(H+)或c(OH-)相差倍。

pH 相差n，c(H+)或c(OH-)相差倍
即pH值每减小n个单位，c(H+)增大为原来的倍，c(OH-)减小到原来的。

pH值每增大n个单位，c(H+)减小到原来的，c(OH-)增大为原来的倍。

讨论：当温度为100℃时，溶液的酸碱性和pH的关系如何？
1000C时，水的离子积为Kw=1.0 10-12，纯水中 c (H+) = c(OH-) = 1×10- 6 mol/L ，此温度下中性溶液的pH=___ ___
【反馈练习】下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度（①：②：③：④）之比是（）①1mol/L的盐酸①PH=1的醋酸溶液①0．01 mol·L-1的NaOH溶液
①PH=11的NH3·H2O溶液
A．1①10①100①1000 B．0①1①12①11 C．14①13①12①11 D．14①13①2①3。