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- 2021-04-13 发布
第二节 水的电离和溶液的酸碱性
第1课时 水的电离和溶液的酸碱性
酸酸甜甜的西红柿，是很多人喜欢吃的。它既可以当水果吃，也可以烹调。除可以吃外，我们还可以利用它来做试验，把铜片和铝片插在西红柿里，连接一个小灯泡或一个灵敏电流计。你就会发现灯泡亮，电流计指针发生偏转，这说明西红柿能导电。那西红柿为什么能导电呢？这是因为西红柿的汁液本身就是电解质溶液，这些汁液是酸性的还是碱性的？学完本节后，我们就知道如何测定溶液的酸碱性了！
一、水的电离
1．水的微弱电离
水的分子结构示意图
（1）水是一种极弱的电解质。
（2）水分子电离过程示意图：
（3）水的电离平衡常数为K电离=___________________。
2．水的离子积常数
（1）表达式：Kw =__________。
（2）影响因素：水的离子积KW只受温度的影响，温度升高，Kw ___________。在室温(25℃)时，KW =________。
（3）适用范围：Kw不仅适用于________，也适用于_______________________。
提醒：Kw只受温度的影响，不受溶液酸、碱性的影响，温度不变，Kw不变。
二、溶液的酸碱性与pH
1．判断溶液酸碱性的依据
_________和_________的相对大小。
2．溶液的酸碱性与pH的关系
pH=________，pH越小，溶液的酸性越________，碱性越________，pH的适用范围是________。
3．溶液pH的测定方法
溶液pH的测定方法有________法、________法、pH计法。
一、（3）
2．（1）c(H+)·c(OH−) （2）增大 1.0×10−14 （3）纯水 稀的电解质水溶液
二、1．c(H+) c(OH−)
2．（1）–lgc(H+) 强 弱 c(H+)和c(OH−)都比较小的稀溶液（＜1 mol/L）
3．广泛pH试纸 精密pH试纸
一、水电离平衡的影响因素
影响因素
浓度变化
平衡移动方向与结果
c(H+)
c(OH−)
升温
增大
增大
右移，电离程度增大
加H+或某些酸性氧化物
（SO2、CO2）
增大
减小
左移，电离程度减小
加OH−或某些碱性氧化物
（Na2O）
减小
增大
左移，电离程度减小
加活泼金属
（Na）
减小
增大
右移，电离程度增大
在100℃，100 mL蒸馏水中c(OH−)=1×10−6mol/L，当改变下列条件之一时，c(OH−)仍然等于
1×10−6 mol/L的是
①温度降低到25℃ ②保持100℃，加入10−6 mol NaOH固体
③保持100℃，加入10−6 mol NaCl固体
④保持100℃，蒸发掉50 mL水
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
【答案】B
二、溶液的酸碱性
1．溶液的酸碱性
2．溶液酸碱性与pH的关系
（1）定义：pH=−lgc(H+)。
（2）pH与溶液中c(H+)的关系
①25 ℃，纯水的pH=7，溶液呈中性；pH<7的溶液呈酸性；pH>7的溶液呈碱性。
②pH表示溶液的酸碱性及其强弱：25 ℃时，pH（<7）越小，溶液的酸性越强；pH（>7）越大，溶液的碱性越强。
（3）pH的适用范围
常温下，当溶液的酸碱性用pH表示时，一般情况下，1×10−14 mol·L−1＜c(H＋)＜1 mol·L−1，即14＞pH＞0。pH=0的溶液中并非无H+，而是c(H＋)=1 mol·L−1；pH=14的溶液中并非无OH−，而是c(OH−)=
1 mol·L−1。当c(H＋)＞1 mol·L−1时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，用c(H＋)或c(OH−)直接表示溶液的酸碱性更方便。
下列关于溶液酸碱性的说法中正确的是
A．pH=7的溶液显中性
B．中性溶液中，c(H+)一定是1.0×10−7mol·L−1
C．c(H+)= c(OH−)的溶液显中性
D．在100°C时，纯水的pH<7，因此显酸性
【答案】C
三、溶液pH的测量方法
（1）pH试纸法
pH试纸
①pH试纸的使用方法
取一片pH试纸，放在洁净的表面皿或玻璃片上，用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读出数值。
②pH试纸的种类
常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围为1～14或0～10，可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄，可识别的pH差值为0.2或0.3)。
操作注意事项：
①pH试纸不能伸入待测液中。
②pH试纸不能事先润湿（润湿相当于将溶液稀释）。用pH试纸测定的是一个粗略结果。
③用广泛pH试纸测出溶液的pH是整数，而不会是3.1、5.2等小数。
（2）pH计法
常用pH计来精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。
pH计
（3）常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂
变色范围
甲基橙
石蕊
酚酞
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为Kw =c(H+)·c(OH−)，所以Kw随溶液中H+和OH−浓度的变化而变化
B．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K是同一个物理量
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Kw 与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量
2．下列关于溶液酸碱性的说法中，正确的是
A．c(H+)很小的溶液一定呈碱性
B．pH=7的溶液一定呈中性
C．c(OH−)=c(H+)的溶液一定呈中性
D．不能使酚酞溶液变红的溶液一定呈酸性
3．相同温度下0.1 mol/L的NaOH和0.01 mol/L的盐酸溶液中，水的电离程度大小为
A．NaOH中大 B．盐酸中大 C．相同 D．无法确定
4．下列有关水的离子积常数KW或pH变化的判断中，正确的是
A．随着温度的升高，水的离子积常数减小
B．随着温度的升高，纯水的pH增大
C．新制氯水光照一段时间后，pH增大
D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH减小
5．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c(H+)和c(OH−)不能同时增大
D．某温度下，纯水中c(H+)= 2×10−7 mol · L−1，其呈酸性
6．向盛有10 mL NaOH溶液的烧杯中逐滴滴加稀盐酸，下列图象能够体现溶液的pH变化情况的是
7．已知人体体液中存在如下平衡：H++H2CO3CO2+H2O，以维持体液的pH的相对稳定。下列说法中不合理的是
A．当强酸性物质进入体液后，上述平衡向右移动，以维持体液的pH的相对稳定
B．当强碱性物质进入体液后，上述平衡向左移动，以维持体液的pH的相对稳定
C．若静脉滴注大量生理盐水，则体液的pH减小
D．进行呼吸活动时，如CO2进入血液，会使体液的pH减小
8．现有常温下的六份溶液：
①0.01 mol·L−1 CH3COOH溶液；
②0.01 mol·L−1 HCl溶液；
③pH=12的氨水；
④pH=12的NaOH溶液；
⑤0.01 mol·L−1 HCl溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合所得溶液。
（1）其中水的电离程度最大的是________(填序号，下同)，水的电离程度相同的是________。
（2）若将②③混合后所得溶液的pH=7，则消耗溶液的体积：②________③(填”＞”“＜”或”=“)。
（3）将六份溶液同等稀释10倍后，溶液的pH：①________②，③________④(填“＞”“＜”或“=”)。
（4）将①④混合，若有c(CH3COO−)＞c(H+)，则混合溶液可能呈________(填序号)。
A．酸性 B．碱性 C．中性
1．【答案】C
2．【答案】C
【解析】溶液的酸碱性最本质的判断标准是H+和OH−浓度的相对大小。如果c(H+)=c(OH−)，溶液呈中性；如果c(H+)＞c(OH−)，溶液呈酸性；如果c(H+)＜c(OH−)，溶液呈碱性。c(H+)很小的溶液，c(OH−)也可能很小；pH=7的溶液只有在常温下才是中性的；常温下，pH＜8.2的溶液都不能使酚酞变红，故不能使酚酞变红的溶液可能呈酸性、中性或碱性。
3．【答案】B
【解析】相同温度假设为常温，0.1 mol/L的NaOH溶液中c(OH−)=10−1 mol/L，则c(H+)== 10−13 mol/L，此为水的电离；0.01 mol/L的盐酸溶液中，c(H＋)=10−2 mol/L，则c(OH−)= mol/L= 10−12 mol/L，此为水的电离，显然0.01 mol·L−1的盐酸中水的电离程度大。
4．【答案】D
【解析】A项中升高温度，水的电离平衡右移，KW增大；溶液pH的变化关键看溶液中c(H+)的变化，B项中温度升高，KW增大，纯水中c(H+)和c(OH−)都变大，pH变小；C项中光照时发生反应2HClO2HCl+O2↑，显然溶液酸性增强，则pH减小；D项中NaOH溶液吸收空气中的CO2，溶液中c(OH−)减小，则c(H+)增大，所以pH减小。
5．【答案】C
【解析】在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH−，所以A错；pH= 0的溶液中c(H+)=1.0 mol·L−1，并不是酸性最强的溶液，只是c(H+)>1.0 mmol·L−1的溶液用pH表示酸性强弱不再方便，故B错；温度一定时，KW=c(H+)·c(H−)是一个定值，故二者不能同时增大，故C对；纯水中，c(H+)=c(H−)，呈中性，所以D错误。
6．【答案】C
【解析】原溶液为NaOH溶液，pH>7，当向其中逐滴加入盐酸时，pH会减小，当接近中和反应终点时，pH突变，而后pH不断减小并趋于不变，本题选C。
7．【答案】C
【解析】若静脉滴注大量生理盐水，则血液被稀释，平衡虽然逆向移动，但根据勒夏特列原理，氢离子浓度减小，体液的pH增大。
8．【答案】（1）⑤ ②③④ （2）＞ （3）＞ ＞ （4）ABC