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2017-2018年度高中化学 第三章 物质在水溶液中的行为 第一节 水溶液(第2课时)讲义 鲁科版选修4_图文

第1节水溶液

知识回顾
1.Kw=[H+]·[OH-],Kw叫做水的离子积常数。
2.Kw随温度的升高而增大。
3.只要是电解质溶液,一定同时存在H+和OH-,且溶液 中[H+]·[OH-] = 1×10-14mol2·L-2(25℃),即Kw适用 于中性、酸性、碱性水溶液。
4.常温时,向水中加酸或碱,水的电离均受到抑制, 但溶液中[H+]·[OH-]仍等于 1×10-14mol2·L-2,水 电离产生的[H+]和[OH-]仍相等,都小于1×10- 7mol/L。

一、溶液的酸碱性
交流·研讨(P76)
1.利用水的离子积计算溶液中H+或OH-的 浓度。(课本P76)
2.由课本P76表中的数据你能找出什么规律?

问题:水溶液的酸碱性与[H+]和[OH-]的相 对大小有什么关系呢?

常温下:
酸性溶液 [H+] > [OH-]
中性溶液 [H+] = [OH-]

[H+] >1×10—7 mol·L-1 [OH-] <1×10—7 mol·L-1
[H+] = 1×10—7 mol·L-1 [OH-] = 1×10—7 mol·L-1

碱性溶液 [H+] < [OH-] [H+]<1×10—7 mol·L-1 [OH-] >1×10—7 mol·L-1

? 任何温度下 ? [H+] > [OH-] ? [H+] = [OH-] ? [H+] < [OH-]

酸性溶液 中性溶液
碱性溶液

讨论:KW(100℃)=10-12 mol2·L-2
110000℃℃ 时时,,纯[H水+]中=[H1×+]1为0—多7 少mo?l·L-1溶液呈酸性还是碱性?
思考:能否只用 [H+]来判断溶液的酸、碱性?
如何只判能断通?过[H+] 和 [OH-] 相对大小比 较

①当 [H+]或[OH-] 大于1mol/L时,可直接用 [H+]或[OH-]物质的量浓度来表示溶液的酸碱性
②若 [H+]或[OH-]小于1mol/L 时 ,为了表示 方便,化学上常用pH来表示溶液的酸碱性。

二、溶液的PH

pH为氢离子物质的量浓度的负常用对数

?

PH= - lg [H+]

试计算当H+浓度分别为10-1、10-3、10-5、10-7、 10-9、10-13mol/L时,溶液的pH是多少?

延伸: POH = - lg[OH-]

试分析溶液的酸碱性跟pH的关系?
1. c(H+) 越大,酸性越 强,pH越
pH改变1个单位,c(H+) 改变 10
2.常温下纯水的PH= 7 。


; 倍。

3.常温下,稀溶液中,pH+pOH=? 14

4.如果溶液的PH=7,则溶液显中性,你 认为这句话正确吗?

常温下,水溶液中PH、[H+]与酸碱性有什么关 系呢?

PH

01 2 3 4 5

12 13 14

酸性

中性

678
碱性

9 10 11

[H+]
14

100 10-110-2 10-310-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-1210-1310-

如何表述上图中表示的关系呢?
室温下: 中性溶液 [H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1, PH=7 酸性溶液 [H+] >[OH-],[H+] > 1.0×10-7mol·L-1 PH<7 碱性溶液 [H+] < [OH-],[H+] < 1.0×10-7mol·L-1 PH>7

pH的测定方法
(1) 酸碱指示剂(定性测量范围)
酸碱指示剂的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我 们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。

pH 1 2 3.1 4.4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

甲基橙 红色 橙色

黄色

石蕊

红色

紫色

蓝色

酚酞

无色

浅红色

红色

(2) pH试纸(定量粗略测量)
(整数位)

pH

123

11 12 13 14

45

6 7 8 9 10


强碱性

色 橙 橙 黄 浅 深草 蓝色深蓝色 蓝

红 黄 色 草 绿色



色色 绿



强酸性

色弱酸性 中性 弱碱性

(3) pH计(定量精确测量) (小数位)

?溶液的酸碱性正误判断
1.如果酸[碱H性+]。不√等于[OH-]则溶液一定呈现 2.在水中加酸会抑制水电离,水电离程度减小。√ 3.如果[H+]/[OH-]的值越大则酸性越强。 √ 4.任何水溶液中都有[H+]和[OH-] 。 √
5.[H+]等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。 6.对水升高温度电离程度增大,酸性增强。

三、溶液pH的计算

? 1.强酸溶液稀释——有关pH 的计算

例1.将pH=3的盐酸与水等体积混合后,溶液的pH

是多少?

3.3

例少2.?将pH=3的盐酸稀释5 100倍后,溶液的pH是多

2.强碱溶液稀释——有关pH 的计算

例3.将pH=12的NaOH溶液与水等体积混合后,

溶液的pH是多少

11.7

例4.将pH=11的NaOH溶液稀释100倍后,溶液

的pH是多少?

9

3.强酸溶液混合——有关pH 的计算

例5.将pH=3的盐酸与pH=5的盐酸等体积混合后,

溶液的pH是多少?

约为3.3

例6.将100mL 0.04mol/L的盐酸与200mL 0.01mol/L的盐酸混合后,溶液的pH是多少?
1.7

4.强碱溶液混合——有关pH 的计算

例7.将pH=13的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶 液等体积混合后,溶液的pH是多少?
12.7

例8.将100mL 0.02mol/L的NaOH溶液与200mL

0.005mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH是

多少?

12

5、强酸与强碱溶液混合——有关pH 的计算
例9.在25℃时,100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积 0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH等于多 少?
N0a.0O4H+0H.0C6l=NaCl+H2O
[H+]=0.1mol·L-1
PH=1

例10.25℃时,100ml 0.4mol/L的盐酸与等体积 0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH为多少?

NaOH+HCl=NaCl+H2O

0.06 0.04

[OH-]=0.1mol·L-1

[H+]=1.0X10-13mol·L-1

PH=13

关键:酸过量抓住氢离子进行计算! 碱过量抓住氢氧根离子进行计算!

小结

? 1.任何温度下,溶液酸碱性判断:

? [H+] > [OH-] 酸性溶液

? [H+] = [OH-] 中性溶液

? [H+] < [OH-] 碱性溶液

? 2.PH计算公式: PH=-lg [H+]

? 室温下:酸性溶液PH<7

?

中性溶液 PH=7

?

碱性溶液 PH>7

同步练习

C 1.下列溶液一定是中性的是(



A.PH=7的溶液

B.[H+]=1.0×10-7mol·L-1的溶液

C.[H+]= [OH-]的溶液

D.[OH-] = 1.0×10-7mol·L-1

E.非电解质溶于水得到的溶液

F.由强酸和强碱等物质的量反应得到的溶液

2.在100℃时,纯水的Kw=4.9×10-13mol2·L-2, 此时中性溶液中[H+]是多少?PH还是7吗?

3.下列物质PH>7的是

D





A.食醋

B.柠檬

C.柑橘

D.海水

4.常温下,0.01mol·L-1NaOH溶液的c(H+)是

0.0005mol﹒L-1Ba(OH)2溶液c(H+)的 C(



A.10倍

B.20倍

C.1/10倍

D.1/20倍

5.60ml0.5mol·L-1NaOH溶液和 40ml0.4mol·L-1 硫酸溶液相混合后,溶液的PH约为 B ()

A. 0.5

B. 1.7

6.若C1.体积2硫酸溶液恰好与10体积PH=11的D.氢氧

1化3.钠2溶液完全反应,则两者物质的量浓度之比 应 (B )

A. 10/1 B. 5/1 C. 1/1

D.

1/10

7.常温下,将0.1 mol·L-1的氨水10 mL,加蒸馏水稀

C 释到1 L后,下列变化中正确的是( )

①NH3·H2O的电离程度增大 ②pH增大 ③ 数目

增多

④c(OH-)增大

⑤溶液导电能力增强 N

H

+ 4



c(NH+4 ) c(NH3 H2O)

增大

A.①②③

B.①③⑤

C.①③⑥

D.②④⑥

【解析】选C。氨水加水稀释,电离程度增大,则

c(NH3·H2O)减小, N H数+4 目增多,①对、③对;溶 液中c(OH-)减小,pH减小,②、④错;溶液稀释时

c(

N

H

+)、c(OH-)均减小,溶液导电能力减弱,⑤错;
4

? ? ? ? 根据Kb=

c(NH+ 4 ) c OH,? 则
c(NH3 H2O)

c(NH+ 4) =,Kb
c(NH3 H2O) c OH?

由于温度不变,Kb不变,而c(OH-)减小,则

c(NH+4 )

增大,⑥正确。综上,应选C项。

c(NH3 H2O)

B 8.对于常温下pH为2的盐酸,叙述不正确的是( )
A.c(H+)=c(Cl-)+c(OH-)
B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性 C.由H2O电离出的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1 D.与等体积0.01 mol·L-1乙酸钠溶液混合后所得溶液 中:c(Cl-)>c(CH3COO-)

【解析】选B。结合守恒思想(电荷守恒、原子守恒)分 析、解决相关问题。盐酸中HCl电离出H+和Cl-,H2O电 离出H+和OH-,据电荷守恒有c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),A 项正确;pH=12的氨水中c(OH-)=10-2mol·L-1,氨水部 分电离,氨水与盐酸等体积混合,氨水剩余,所得溶 液显碱性,B项错误;pH为2的盐酸中,c(OH-)=1.0 ×10-12mol·L-1,而OH-全部由水电离产生,故H2O电离

产生的c(H+)=1.0×10-12mol·L-1,C项正确;pH为2的 盐酸与0.01 mol·L-1乙酸钠溶液等体积混合,恰好发 生反应:CH3COONa+HCl====CH3COOH+NaCl,生成的 CH3COOH部分电离,则有c(Cl-)>c(CH3COO-),D项正确。

9.T℃时,pH=1的H2SO4溶液和pH=12的NaOH溶液等体积
D 混合后溶液呈中性,下列叙述正确的是( )
A.T<25
B.T℃时,Kw=1×10-14 C.T℃时,pH=1的H2SO4溶液中c(H+)>0.1 mol·L-1 D.T℃时,pH=1的H2SO4溶液和pH=12的NaOH溶液对水的 电离的抑制程度相同

【解析】选D。由pH=1的H2SO4溶液和pH=12的NaOH溶液等 体积混合后溶液呈中性可知T℃时的Kw=1×10-13,水的 电离过程是吸热的,所以T>25,A项错误,B项错误; T℃时,pH=1的H2SO4溶液中的c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=12 的NaOH溶液中的c(OH-)=0.1 mol·L-1,二者对水的电离的 抑制程度相同,C项错误,D项正确。

10.已知25℃下,Ka(HCOOH)=1.78×10-4,Kb(NH3·H2O) =1.79×10-5。保持25℃不变,向一定体积0.1 mol·L-1

的氨水中滴加0.1 mol·L-1的甲酸溶液。在滴加过程中
D 下列说法正确的是( )

A.水的电离常数先增大后减小

B.当氨水和甲酸溶液体积相等时,c(HCOO-)=c(

N

H

+ 4

)

C.c(NH3·H2O)与c( N H)+4之和始终保持不变

D.

c(NH4 ?)c(HCOO?)
c(NH3 H2O)c?HCOOH?

始终保持不变

【解析】选D。温度不变,则水的电离常数不变,A项

错误;当氨水和甲酸溶液体积相等时,二者恰好完全

反应生成甲酸铵,但HCOOH与NH3·H2O的电离常数不

同,所以甲酸铵溶液不是中性,则c(HCOO-)与c(N

H

+ 4

)

不相等,B项错误;随着甲酸的滴入,溶液的体积逐

渐增大,则c(NH3·H2O)与c(

N

H

+)之和逐渐减小,
4

n(NH3·H2O)与n( N H +4)之和保持不变,C项错误;

NH3·H2O电离产生 N H 和+4 OH-,电离常数是K1=

[c(

N

H

+ 4

)c(OH-)]/c(NH3·H2O),甲酸的电离常数为

K2=[c(HCOO-)c(H+)]/c(HCOOH),水的离子积常数为

Kw=c(H+)·c(OH-),所以[c( N H +4)c(HCOO-)]/

[c(NH3·H2O)c(HCOOH)]=K1K2/Kw,三者均是温度

常数,温度不变,则该比值不变,D项正确。



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