2022高三总复习化学教案-知识讲解_《水的电离平衡、PH计算》的核心知识(基础）.doc

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1、高考总复习 水的电离平衡、PH计算的核心知识编稿: 房鑫 审稿：曹玉婷【考纲要求】（1）理解水的电离平衡及其影响；（2）了解水的电离及离子积常数；（3）了解溶液pH的定义。初步掌握测定溶液pH的方法，能进行pH的简单计算。【考点梳理】考点一、水的电离和水的离子积【高清课堂：363382 水的电离和水的离子积 】1水的电离方程式：在纯水或水溶液中：H2OH+OH ；H0 或：2H2OH3O+OH ；H02水的离子积：25 c(H+)=c(OH-) =110-7mol/L c(H+)c(OH-)=110-14=Kw100 c(H+)=c(OH-) =110-6mol/L c(H+)c(OH-)=1

2、10-12=Kw要点诠释：(1)Kw只与温度有关，温度越高Kw越大。因水的电离是吸热过程，升高温度Kw将增大。(2)Kw不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。3影响水的电离平衡的因素：H2OH+OH（1）、定性分析，完成下表：（注：“”表示不变）条件移动方向电离程度c(H+)c(OH-)Kw温度不变加入HCl逆减小增大减小NaOH逆减小减小增大H2OCH3COONa正增大减小增大NH4Cl正增大增大减小NaClNa正增大减小增大升温加热正增大增大增大增大要点诠释：温度：水的电离过程是吸热过程，所以升高温度能促进电离，据此，降温时KW减小，升温时KW增大。但不论温度升高或降低，纯液态水中c

3、 (H+)和c (OH)都相等。实验测得25时KW约为1014，100时KW约为1012。外加酸、碱：向纯水中加入酸或碱，可以增大水中的H+或OH浓度，均可使水的电离平衡向逆反应方向移动（抑制水的电离）。加入能水解的盐：水的电离程度增大，若盐水解呈酸性，c (H+)c (OH)；若盐水解呈碱性，c (H+)c (OH)，但溶液中KW不变。（2）、定量分析，完成下表：计算酸碱盐溶液中c(H+)溶液、c(OH-)溶液、c(H+)水、c(OH-)水CH3COOH溶液NH3H2O溶液CH3COONa溶液NH4Cl溶液pH212122c(H+)溶液10-210-1210-1210-2c(OH-)溶液10

4、-1210-210-210-12c(H+)水10-1210-1210-2c(OH-)水10-1210-1210-2Kw10-1410-1410-1410-14要点诠释：水电离出的c (H+)或c (OH)的计算方法（25时）中性溶液：c (H+)=c (OH)=1.0107 mol / L。溶质为酸的溶液：H+来源于酸电离和水电离，而OH只来源于水电离。如计算pH=2的盐酸中水电离出的c (H+)：方法是先求出溶液中的c (OH)=1012 mol / L，即水电离出的c (H+)水=c (OH) 水=1012 mol / L。溶质为碱的溶液OH来源于碱电离和水电离，而H+只来源于水电离。如p

5、H=12的NaOH溶液中，c (H+)=1012 mol / L，即水电离产生的c (OH) 水=c (H+)水=1012 mol / L。（4）水解呈酸性或碱性的盐溶液H+和OH均由水电离产生。如pH=2的NH4Cl溶液中由水电离出的c (H+)水=102 mol / L，（c (OH)=1012 mol / L是因为大部分OH与部分NH4+结合了）；pH=12的Na2CO3溶液中由水电离出的c (OH) 水=102 mol / L。考点二、溶液的酸碱性与pH概念1溶液的酸碱性及判断：溶液的酸碱性取决于溶液中c (H+)和c (OH)的相对大小。 方法一 方法二中性溶液 c(H+)=c(OH

6、-) pH=7酸性溶液 c(H+)c(OH-) pH7碱性溶液 c(H+)7要点诠释：方法一适用于任何温度和浓度，而方法二只适用于常温。100时，pH=6为中性溶液，pH6为碱性溶液。 2溶液的pH（1）定义式：pH=lg c (H+)（2）溶液的酸碱性与pH关系：溶液的酸性越强，其pH越小；溶液的碱性越强，其pH越大。注：用pH值表示c(H+)或c(OH-)1 mol/L的溶液的酸碱性不用pH表示，直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性。（3）溶液的pH测定的三种方法：指示剂法：利用酸碱指示剂，只能测定溶液的酸碱性或者pH的范围，不能准确测定pH。常用指示剂的变色范围如下表：甲基橙石

7、蕊酚酞红色橙色黄色红色紫色蓝色无色浅红色红色3.13.14.44.45.05.08.08.08.28.210.010.0利用pH试纸，pH试纸测定的为溶液中c(H+)浓度，使用时不能润湿。要点诠释：使用pH试纸正确的操作方法为：把小片试纸放在表面皿或玻璃片上，用干燥洁净玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸变色后，迅速和标准比色卡对比，读出pH。pH试纸一般呈黄色，遇酸变红，遇碱变蓝，由多种指示剂的混合溶液浸制而成。这种试纸在使用时不能用水润湿，否则非中性溶液的pH的测定值比实际pH大或小。利用pH计:精确测pH可使用pH计。【典型例题】类型一、溶液的酸碱性例1下列溶液一定呈酸性的是（ ）

8、A溶液中的c (H+)c (OH) B溶液中的c (H+)c (OH)C溶液中c (H+)=1106 mol / L DpH7的溶液【答案】B 【解析】溶液中的c (H+)c (OH)，溶液一定呈酸性。溶液呈酸性时pH7或c (H+)1107 mol / L，仅适用于室温时，若温度不确定，就不能判断溶液的酸碱性，C、D项错误。【总结升华】判断溶液的酸碱性，一定要注意温度。举一反三：【变式1】下列溶液，0.1mol/L的盐酸0. 1mol/L的NaOH溶液0. 1mol/L的H2SO4溶液0. 1mol/L醋酸溶液0.1mol/L的氯化钠溶液 0.1mol/L的氨水。pH由大到小的排序是： 【答

9、案】【变式2】下列叙述中的两个量，前者一定大于后者的是A纯水在25 和80 时的pHBpH均为2的H2SO4溶液和盐酸中的c(H+)C25时，0.2 mol/L与0.1 mol/L的两种醋酸溶液中醋酸的电离程度D25时，等体积且pH都等于5的盐酸和AlCl3的溶液中，已电离的水分子数【答案】A【变式3】已知在100下，水的离子积KW=11012，下列说法正确的是（ ）A0.05 mol / L的H2SO4溶液pH=1B0.001 mol / L的NaOH溶液pH=11C0.005 mol / L的H2SO4溶液与0.1 mol / L的NaOH溶液等体积混合，混合后溶液pH为6，溶液显酸性D完

10、全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL，需要pH=11的NaOH溶液50 mL【答案】A类型二、影响水电离的因素例2下列操作中，能使电离平衡H2O HOH向右移动且溶液呈酸性的是()A向水中加入NaHSO4溶液B向水中加入Al2(SO4)3溶液C向水中加入Na2CO3溶液D将水加热到100，使pH6【答案】B【解析】加入NaHSO4溶液显酸性，但抑制水的电离，不正确；加入Al2(SO4)3溶液中Al3水解促进水的电离，同时水解使溶液显酸性，B正确；加入Na2CO3溶液中CO32-水解显碱性；将水加热促进其电离，氢离子浓度增加，但水依然是中性的。【总结升华】利用勒夏特列原理分析电离平衡移动方向

11、。举一反三：【变式1】对H2O的电离平衡不产生影响的粒子是（ ）HCCHHOO+17288H ClA B26Fe3+ C D【答案】C【解析】水的电离式为：H2O=HOH，A溶于水成为盐酸，电离产生的H，使得平衡左移，B质子数为26的是Fe3，其能发生水解，使得平衡右移，C表示的是Cl，其不影响该平衡，D是醋酸根离子，其能水解，使平衡右移。 【总结升华】此题涉及了电离平衡的知识，特别是能发生水解的离子对电离平衡的影响，重点是掌握解题的方法和技巧，明确化学用语的意义，正确理解26M3中左下角标的含义，做出准确判断。【变式2】室温下，水的电离达到平衡：H2OH+ + OH。下列叙述正确的是A将水加

12、热，平衡向正反应方向移动，Kw不变B向水中加入少量盐酸，平衡向逆反应方向移动，c(H+)增大C向水中加入少量NaOH固体，平衡向逆反应方向移动，c(OH)降低D向水中加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动，c(OH)= c(H+)【答案】B【变式3】下列操作会使水的电离平衡向电离方向移动，且pH7的是A将纯水加热到80 B向水中加入少量的NH4Cl C向水中加入少量的NaHSO4固体 D向水中加入少量的NaHCO3固体【答案】D【变式4】将H+、Cl、Al3、K、S2、OH、NO3、NH4分别加入H2O中，基本上不影响水的电离平衡的是ABCD【答案】B类型三、水电离出的c (H+)

13、或c (OH)的计算方法（25时）例3、常温下，某溶液中由水电离的c (H+)=11013 mol / L，该溶液可能是（ ）二氧化硫水溶液 氯化铵水溶液 硝酸钠水溶液 氢氧化钠水溶液A B C D【答案】A【解析】由水电离的c (H+)=11013 mol / L1107 mol / L，即该溶液抑制了水的电离，因此要么加碱抑制，要么加酸抑制，故正确。【总结升华】溶液中的c (H+)和水电离出来的c (H+)是不同的两个概念：（1）室温下水电离出的c (H+)=1107 mol / L，若某溶液中水电离出的c (H+)1107 mol / L，则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离；若某

14、溶液中水电离出的c (H+)1107 mol / L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。（2）室温下，溶液中的c (H+)1107 mol / L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液；溶液中的c (H+)1107 mol / L，说明该溶液是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。举一反三：【变式1】常温时，某水溶液中，测得由水电离出的c(H+)=110-11mol/L，则对此溶液的下列说法正确的是( )A、一定是酸性溶液B、一定是碱性溶液C、可能是c(H+)=11011mol/L的碱性溶液D、可能是c(H+)=1103mol/L的酸性溶液【答案】CD【高清课堂：363383

15、水的电离平衡、pH计算的解题指导例1】【变式2】下列四种溶液：pH=0的盐酸 0.1mol/L的盐酸 0.01mol/L的NaOH溶液 pH=11的NaOH溶液，由水电离生成的氢离子浓度之比是A1：10：100：1000 B0：1：12：11C14：13：12：11 D14：13：2：3【答案】A【高清课堂：363383水的电离平衡、pH计算的解题指导例2】【变式3】25时，某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为110-18，下列说法正确的是A该溶液的pH一定是9 B该溶液可能pH=5C该溶液的pH不可能是7 D不会有这样的溶液【答案】BC【变式4】25时，向纯水中加入NaOH，使溶液的pH为11，则由NaOH电离出的OH-离子浓度和水电离出的OH-离子浓度之比为( )A、1010：1 B、5109：1 C、108：1 D、1：1【答案】C