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人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH精品ppt课件
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这是一份人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH精品ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了必备知识，正误判断，稀的电解质水溶液，-lgcH+，任务一，任务二，素养脉络，随堂检测，答案B，答案C等内容，欢迎下载使用。
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性
一、水的电离1.水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为 ,简写为 。
2.水的离子积常数(1)定义当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数,记作KW。(2)表达式KW= ,25 ℃时,KW=1.0×10-14。 (3)影响因素水的离子积KW只受温度的影响,温度升高,KW 。 (4)适用范围KW不仅适用于纯水,还可适用于 。
c(H+)·c(OH-)
【微思考1】酸性溶液中是否存在OH-?碱性溶液中是否存在H+?试解释原因。
提示:酸性溶液中存在OH-,碱性溶液中存在H+。因这些溶液中都存在弱电解质水的电离。
二、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系溶液的酸碱性取决于溶液中 。 (1)c(H+)>c(OH-),溶液呈 性。 (2)c(H+)=c(OH-),溶液呈 性。 (3)c(H+)
3.常温下溶液的酸碱性与pH的关系(1)pH 7,溶液呈酸性。 (2)pH 7,溶液呈中性。 (3)pH 7,溶液呈碱性。 4.溶液pH的测量(1)pH试纸①测量原理:pH试纸对不同pH的溶液能显示不同的颜色,可迅速测定溶液的pH。②pH试纸种类:a.广泛pH试纸——pH范围是1~14或0~10,可以识别的pH差约为1。b.精密pH试纸——pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差。c.专用pH试纸。
【微思考2】回顾初中所学pH试纸的使用方法,试回答如何用pH试纸测定溶液的pH?
提示:把小片pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。
(2)pH计又叫酸度计,可用于精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
5.溶液酸碱性与pH的应用(1)人体体液都有一定的pH。(2)环保领域,酸性或碱性废水的处理常利用中和反应。(3)农业生产中,各种农作物的生长对土壤的pH范围有一定的要求。(4)酸碱中和滴定实验中,溶液pH的变化是判断滴定终点的依据。
(1)在蒸馏水中滴加浓硫酸,KW不变。 ( )(2)25 ℃与60 ℃时,水的pH相等。 ( )(3)25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW。 ( )(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。 ( )(5)室温下,0.1 ml·L-1的HCl溶液与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同。 ( )(6)向水中加入少量硫酸氢钠固体,促进了水的电离,c(H+)增大,KW不变。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
水的电离及水的离子积问题探究1.加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,对吗?2.试分析酸性溶液中c(H+)、c(OH-)的来源及KW的计算方法。
答案:不对;稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,但因为KW=c(H+)·c(OH-)不变,所以c(OH-)增大。
答案:c(H+)来源于酸电离和水电离,且c(H+)酸≫c(H+)水;c(OH-)来源于水的电离,且电离程度很小;KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水≈c(H+)酸·c(OH-)水。
深化拓展1.水的离子积常数
(2)水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-)。(3)KW及影响因素:①25 ℃时:KW=1.0×10-14。②水的电离是吸热的可逆过程,故温度升高,KW增大。③水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)和c(OH-)的变化无关。
2.水的电离平衡移动
素能应用典例125 ℃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-)减小B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变C.向水中加入少量固体钠,平衡逆向移动,c(H+)减小D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
解析:向水中加入稀氨水,OH-浓度增大,水的电离平衡逆向移动,A项错误;硫酸氢钠是强酸酸式盐,向水中加入少量固体硫酸氢钠,其在水溶液中完全电离:
c(H+)增大,由于KW只与温度有关,所以KW不变,B项正确;向水中加入少量固体钠,由于金属钠非常活泼,可与水电离出的H+直接发生置换反应,产生H2,故促进了水的电离,使平衡正向移动,C项错误;将水加热,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍数增大,D项错误。
在分析水的电离平衡的移动方向时,要充分利用在化学平衡中所学习的平衡移动原理。需注意:(1)向水中加入酸或碱,使c(H+)或c(OH-)增大,则抑制水的电离,如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。(2)向水中加入某种物质,若该物质与H+或OH-发生反应而使c(H+)或c(OH-)减小,则促进水的电离。如向水中加入钠等活泼金属可促进水的电离。(3)KW只受温度的影响。
变式训练1下列叙述正确的是( )A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,则该温度一定高于25 ℃B.25 ℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水C.25 ℃时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小D.25 ℃时,0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同
答案:A 解析:某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,水的离子积为4×10-14,比25 ℃时的水的离子积大,因为水的电离吸热,则该温度必然高于25 ℃;25 ℃时,任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。
溶液的酸碱性问题探究1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性?2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10 ml·L-1,该溶液呈什么性?3.某溶液中c(H+)=10-6 ml·L-1,该溶液一定呈酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
答案:室温下,将酸溶液无限稀释,其pH无限接近7但不会等于7,溶液呈酸性。
答案:可能呈酸性也可能呈碱性。
答案:因为温度不确定,故不能确定溶液的酸碱性。
深化拓展判断溶液酸碱性的标准(1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)
答案:AC 解析:25 ℃时,中性溶液pH=7,A项正确;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7 ml·L-1,所以B项错误,C项正确;100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是呈中性,所以D项错误。
溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系
变式训练2下列溶液一定呈中性的是( )A.使石蕊溶液呈紫色的溶液B.c(H+)=c(OH-)的溶液C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D.非电解质溶于水得到的溶液
答案:B 解析:等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性或中性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故D错误。
典例3常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )A.1.0×10-7 ml·L-1B.1.0×10-6 ml·L-1C.1.0×10-3 ml·L-1D.1.0×10-12 ml·L-1
答案:D 解析:由水电离出的c(H+)=10-pH ml·L-1=1.0×10-12 ml·L-1,由水电离出的c(OH-)等于由水电离出的c(H+),所以,由水电离出的c(OH-)也等于1.0×10-12 ml·L-1。
(1)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)时注意以下几点:①因为H2O H++OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。②酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。(2)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)的方法:①计算酸溶液中水电离出的c(H+)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(H+)再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(OH-),然后根据水电离出的c(H+)=c(OH-),确定由水电离出的c(H+)。②计算碱溶液中水电离出的c(OH-)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(OH-),再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(H+),然后根据水电离出的c(OH-)=c(H+),确定由水电离出的c(OH-)。
变式训练3常温下,在pH=2的某酸溶液中,由水电离出的c(H+)为( )A.1.0×10-7 ml·L-1B.1.0×10-6 ml·L-1C.1.0×10-3 ml·L-1D.1.0×10-12 ml·L-1
答案:D 解析:溶液中的c(H+)=10-pH ml·L-1=1.0×10-2 ml·L-1,根据KW=c(H+)·c(OH-),得出水电离的c(OH-)=1.0×10-12 ml·L-1。因为由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),所以,由水电离出的c(H+)也等于1.0×10-12 ml·L-1。
1.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KW=c(H+)·c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
解析:水的离子积常数KW=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数,所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,KW就是不变的常数。溶液中H+的浓度变大,则OH-的浓度会变小,反之亦然。
2.常温时,向水中加入少量NaOH溶液,水的电离改变和溶液中KW的变化正确的是( )A.被促进 不变B.被促进 变小C.被抑制 不变D.被抑制 变小
解析:NaOH溶于水电离出OH-,抑制了水的电离。水的离子积常数只与温度有关,所以KW不变。
3.下列说法正确的是( )A.强碱的水溶液中不存在H+B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液C.在温度不变时,水溶液中的c(H+) 和c(OH-)不能同时增大D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 ml·L-1,其呈酸性
解析:在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 ml·L-1,并不是酸性最强的溶液;温度一定时,KW=c(H+)·c(OH-)是一个定值,故c(H+)和c(OH-)不能同时增大;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性。
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性
一、水的电离1.水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为 ,简写为 。
2.水的离子积常数(1)定义当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,叫做水的离子积常数,记作KW。(2)表达式KW= ,25 ℃时,KW=1.0×10-14。 (3)影响因素水的离子积KW只受温度的影响,温度升高,KW 。 (4)适用范围KW不仅适用于纯水,还可适用于 。
c(H+)·c(OH-)
【微思考1】酸性溶液中是否存在OH-?碱性溶液中是否存在H+?试解释原因。
提示:酸性溶液中存在OH-,碱性溶液中存在H+。因这些溶液中都存在弱电解质水的电离。
二、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系溶液的酸碱性取决于溶液中 。 (1)c(H+)>c(OH-),溶液呈 性。 (2)c(H+)=c(OH-),溶液呈 性。 (3)c(H+)
3.常温下溶液的酸碱性与pH的关系(1)pH 7,溶液呈酸性。 (2)pH 7,溶液呈中性。 (3)pH 7,溶液呈碱性。 4.溶液pH的测量(1)pH试纸①测量原理:pH试纸对不同pH的溶液能显示不同的颜色,可迅速测定溶液的pH。②pH试纸种类:a.广泛pH试纸——pH范围是1~14或0~10,可以识别的pH差约为1。b.精密pH试纸——pH范围较窄,可以判别0.2或0.3的pH差。c.专用pH试纸。
【微思考2】回顾初中所学pH试纸的使用方法,试回答如何用pH试纸测定溶液的pH?
提示:把小片pH试纸放在表面皿或玻璃片上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即可确定溶液的pH。
(2)pH计又叫酸度计,可用于精密测量溶液的pH,其量程为0~14。
5.溶液酸碱性与pH的应用(1)人体体液都有一定的pH。(2)环保领域,酸性或碱性废水的处理常利用中和反应。(3)农业生产中,各种农作物的生长对土壤的pH范围有一定的要求。(4)酸碱中和滴定实验中,溶液pH的变化是判断滴定终点的依据。
(1)在蒸馏水中滴加浓硫酸,KW不变。 ( )(2)25 ℃与60 ℃时,水的pH相等。 ( )(3)25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW。 ( )(4)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。 ( )(5)室温下,0.1 ml·L-1的HCl溶液与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同。 ( )(6)向水中加入少量硫酸氢钠固体,促进了水的电离,c(H+)增大,KW不变。 ( )
答案:(1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ (6)×
水的电离及水的离子积问题探究1.加水稀释盐酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都减小,对吗?2.试分析酸性溶液中c(H+)、c(OH-)的来源及KW的计算方法。
答案:不对;稀释盐酸,溶液中的c(H+)减小,但因为KW=c(H+)·c(OH-)不变,所以c(OH-)增大。
答案:c(H+)来源于酸电离和水电离,且c(H+)酸≫c(H+)水;c(OH-)来源于水的电离,且电离程度很小;KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水≈c(H+)酸·c(OH-)水。
深化拓展1.水的离子积常数
(2)水的离子积常数表达式为KW=c(H+)·c(OH-)。(3)KW及影响因素:①25 ℃时:KW=1.0×10-14。②水的电离是吸热的可逆过程,故温度升高,KW增大。③水的离子积常数只受温度的影响,与c(H+)和c(OH-)的变化无关。
2.水的电离平衡移动
素能应用典例125 ℃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-)减小B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,KW不变C.向水中加入少量固体钠,平衡逆向移动,c(H+)减小D.将水加热,KW增大,c(H+)不变
解析:向水中加入稀氨水,OH-浓度增大,水的电离平衡逆向移动,A项错误;硫酸氢钠是强酸酸式盐,向水中加入少量固体硫酸氢钠,其在水溶液中完全电离:
c(H+)增大,由于KW只与温度有关,所以KW不变,B项正确;向水中加入少量固体钠,由于金属钠非常活泼,可与水电离出的H+直接发生置换反应,产生H2,故促进了水的电离,使平衡正向移动,C项错误;将水加热,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍数增大,D项错误。
在分析水的电离平衡的移动方向时,要充分利用在化学平衡中所学习的平衡移动原理。需注意:(1)向水中加入酸或碱,使c(H+)或c(OH-)增大,则抑制水的电离,如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。(2)向水中加入某种物质,若该物质与H+或OH-发生反应而使c(H+)或c(OH-)减小,则促进水的电离。如向水中加入钠等活泼金属可促进水的电离。(3)KW只受温度的影响。
变式训练1下列叙述正确的是( )A.某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,则该温度一定高于25 ℃B.25 ℃时,某液体中c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-14,该液体一定为纯水C.25 ℃时,向水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,水的离子积减小D.25 ℃时,0.1 ml·L-1的盐酸与0.1 ml·L-1的NaOH溶液中,水的电离程度不同
答案:A 解析:某温度下,蒸馏水中的c(H+)=2.0×10-7 ml·L-1,水的离子积为4×10-14,比25 ℃时的水的离子积大,因为水的电离吸热,则该温度必然高于25 ℃;25 ℃时,任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积均为1×10-14;水中加入氢氧化钠固体,水的电离平衡逆向移动,但水的离子积不变;同浓度的H+和OH-对水的电离的抑制程度相同。
溶液的酸碱性问题探究1.室温下,将pH=5的盐酸稀释到体积为原来的100倍所得的溶液是否呈中性?2.室温下,由水电离出的c(H+)=10-10 ml·L-1,该溶液呈什么性?3.某溶液中c(H+)=10-6 ml·L-1,该溶液一定呈酸性吗?某溶液的pH=7,该溶液一定呈中性吗?
答案:室温下,将酸溶液无限稀释,其pH无限接近7但不会等于7,溶液呈酸性。
答案:可能呈酸性也可能呈碱性。
答案:因为温度不确定,故不能确定溶液的酸碱性。
深化拓展判断溶液酸碱性的标准(1)判定溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液显酸性;如果c(H+)
答案:AC 解析:25 ℃时,中性溶液pH=7,A项正确;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7 ml·L-1,所以B项错误,C项正确;100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是呈中性,所以D项错误。
溶液酸碱性与c(H+)、c(OH-)及pH的关系
变式训练2下列溶液一定呈中性的是( )A.使石蕊溶液呈紫色的溶液B.c(H+)=c(OH-)的溶液C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D.非电解质溶于水得到的溶液
答案:B 解析:等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误;非电解质溶于水,可以使溶液显酸性、碱性或中性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液显碱性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液显中性,故D错误。
典例3常温下,在pH=12的某碱溶液中,由水电离出的c(OH-)为( )A.1.0×10-7 ml·L-1B.1.0×10-6 ml·L-1C.1.0×10-3 ml·L-1D.1.0×10-12 ml·L-1
答案:D 解析:由水电离出的c(H+)=10-pH ml·L-1=1.0×10-12 ml·L-1,由水电离出的c(OH-)等于由水电离出的c(H+),所以,由水电离出的c(OH-)也等于1.0×10-12 ml·L-1。
(1)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)时注意以下几点:①因为H2O H++OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。②酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。(2)计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)的方法:①计算酸溶液中水电离出的c(H+)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(H+)再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(OH-),然后根据水电离出的c(H+)=c(OH-),确定由水电离出的c(H+)。②计算碱溶液中水电离出的c(OH-)时,首先根据已知条件计算溶液中的c(OH-),再根据KW=c(H+)·c(OH-)计算出溶液中的c(H+),然后根据水电离出的c(OH-)=c(H+),确定由水电离出的c(OH-)。
变式训练3常温下,在pH=2的某酸溶液中,由水电离出的c(H+)为( )A.1.0×10-7 ml·L-1B.1.0×10-6 ml·L-1C.1.0×10-3 ml·L-1D.1.0×10-12 ml·L-1
答案:D 解析:溶液中的c(H+)=10-pH ml·L-1=1.0×10-2 ml·L-1,根据KW=c(H+)·c(OH-),得出水电离的c(OH-)=1.0×10-12 ml·L-1。因为由水电离出的c(H+)等于由水电离出的c(OH-),所以,由水电离出的c(H+)也等于1.0×10-12 ml·L-1。
1.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KW=c(H+)·c(OH-),所以KW随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而变化B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
解析:水的离子积常数KW=K电离·c(H2O),一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数,所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH-),但是只要温度一定,KW就是不变的常数。溶液中H+的浓度变大,则OH-的浓度会变小,反之亦然。
2.常温时,向水中加入少量NaOH溶液,水的电离改变和溶液中KW的变化正确的是( )A.被促进 不变B.被促进 变小C.被抑制 不变D.被抑制 变小
解析:NaOH溶于水电离出OH-,抑制了水的电离。水的离子积常数只与温度有关,所以KW不变。
3.下列说法正确的是( )A.强碱的水溶液中不存在H+B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液C.在温度不变时,水溶液中的c(H+) 和c(OH-)不能同时增大D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 ml·L-1,其呈酸性
解析:在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 ml·L-1,并不是酸性最强的溶液;温度一定时,KW=c(H+)·c(OH-)是一个定值,故c(H+)和c(OH-)不能同时增大;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性。
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