高中化学 第三章 水溶液中的离子平衡 第二节 水的电离和溶液的酸碱性第1课时导学案 新人Word下载.docx

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（2）常温时，Kw＝1.0×

10－14，不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液。

（3）不同溶液中，c（H＋）、c（OH－）可能不同，但任何溶液中由水电离出的c（H＋）与c（OH－）总是相等的。

2.外界条件对水的电离平衡的影响

（1）因水的电离是吸热过程，故温度升高，会促进水的电离，c（H＋）、c（OH－）都增大，水仍呈中性。

（2）外加酸（或碱），水中c（H＋）[或c（OH－）]增大，会抑制水的电离，水的电离程度减小，Kw不变。

（3）加入了活泼金属，可与水电离产生的H＋直接发生置换反应，产生H2，使水的电离平衡向右移动。

1.25℃时，水的电离平衡H2OH＋＋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－）降低

B.向水中加入少量固体NaHSO4，c（H＋）增大，Kw不变

C.向水中加入少量盐酸，平衡逆向移动，c（H＋）降低

D.将水加热，Kw增大，c（H＋）不变

答案　B

解析　A项，NH3·

H2O电离出OH－，使水的电离平衡逆向移动，但c（OH－）增大；

B项，NaHSO4电离出H＋，使水的电离平衡逆向移动，c（H＋）增大，但Kw不变；

C项，加入盐酸，H2O的电离平衡逆向移动，但c（H＋）增大；

D项，加热促进H2O的电离，Kw和c（H＋）都增大。

2.某温度下纯水的c（H＋）＝2×

L－1，则此时c（OH－）为；

若温度不变，滴入稀盐酸使c（H＋）＝5×

L－1，则溶液中c（OH－）为，由水电离产生的c（H＋）为，此时温度（填“高于”、“低于”或“等于”）25℃。

答案　2×

L－1　8×

10－11mol·

L－1　高于

解析　纯水电离出的c（H＋）＝c（OH－）＝2×

L－1，故Kw＝4×

10－14>

1×

10－14，故此时温度高于25℃。

温度不变，滴入稀盐酸使c（H＋）＝5×

L－1，则溶液中c（OH－）为

＝4×

10－14/（5×

10－4）＝8×

L－1＝c（OH－）水。

二　溶液的酸碱性与pH

1.溶液的酸碱性是由溶液中c（H＋）与c（OH－）的相对大小决定的。

请填写下表：

c（H＋）与c（OH－）相对大小

c（H＋）/mol·

L－1的范围（25℃）

中性溶液

c（OH－）＝c（H＋）

c（H＋）＝1.0×

10－7

酸性溶液

c（OH－）<

c（H＋）

c（H＋）>

1.0×

碱性溶液

c（OH－）>

c（H＋）<

2.溶液的pH

（1）定义：

pH是c（H＋）的负对数，其表达式是pH＝－lgc（H＋）。

（2）pH与溶液酸碱性的关系：

（3）溶液酸碱性的测定方法

①酸碱指示剂法（只能测定溶液的pH范围）。

常见酸碱指示剂的变色范围：

指示剂

变色范围（颜色与pH的关系）

石蕊

<

5.0红色

5.0～8.0紫色

>

8.0蓝色

酚酞

8.2无色

8.2～10.0粉红色

10.0红色

甲基橙

3.1红色

3.1～4.4橙色

4.4黄色

②利用pH试纸测定。

使用pH试纸的正确操作为取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。

③利用pH计测定。

仪器pH计可精确测定试液的pH（读至小数点后2位）。

溶液酸碱性的判断

（1）在25℃的溶液中：

pH<

7，溶液呈酸性，pH越小，c（H＋）越大，溶液的酸性越强；

pH＝7，溶液呈中性，c（H＋）＝c（OH－）＝1.0×

pH>

7，溶液呈碱性，pH越大，c（OH－）越大，溶液的碱性越强。

（2）在任意温度下的溶液中：

c（OH－），溶液呈酸性；

c（H＋）＝c（OH－），溶液呈中性；

c（OH－），溶液呈碱性。

用c（H＋）、c（OH－）的相对大小来判断溶液酸碱性，则不受温度影响。

3.下列关于溶液的酸碱性说法正确的是（　　）

A.pH＝7的溶液是中性

B.中性溶液中一定有c（H＋）＝1.0×

L－1

C.c（OH－）＝c（H＋）的溶液呈中性

D.在100℃时，纯水的pH<

7，因此显酸性

答案　C

解析　A项中运用pH判断溶液的酸碱性时，用到了水的离子积常数，它与温度有关，但A项未给出温度，所以错误；

在中性溶液中c（H＋）和c（OH－）一定相等，但并不一定是1.0×

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－），还是中性，所以D项错误。

4.有一学生在实验室测某溶液的pH。

实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。

（1）该学生的操作是（填“正确的”或“错误的”），其理由是

。

（2）如不正确，请分析是否一定有误差：

（3）若用此法分别测定c（H＋）相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是，原因是

答案　

（1）错误的　用湿润的pH试纸来测定溶液的pH，相当于将溶液稀释了，测出的不是原溶液的pH，若溶液不显中性，就会产生误差

（2）不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差

（3）盐酸的pH　因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使得醋酸溶液中c（H＋）受到的影响比盐酸溶液中的小，故误差较小

解析　用蒸馏水润湿pH试纸的操作是错误的，会使测定时溶液被稀释，对于酸性、碱性或中性溶液将会产生不同的影响。

1.纯水在25℃和80℃时c（H＋）前后大小关系及酸碱性分别是（　　）

A.大于　弱酸性B.等于　都显中性

C.小于　弱酸性D.小于　都显中性

答案　D

解析　Kw随温度升高而增大，纯水中c（H＋）也随温度升高而增大，但仍等于c（OH－），显中性。

2.常温下，某溶液中由水电离出来的c（H＋）＝1.0×

10－13mol·

L－1，该溶液可能是（　　）

①二氧化硫的水溶液　②氯化钠水溶液　③硝酸钠水溶液　④氢氧化钠水溶液

A.①④B.①②C.②③D.③④

答案　A

解析　某溶液中由水电离出来的c（H＋）＝1.0×

L－1，说明溶液既可能呈酸性，也可能呈碱性。

①SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSO

＋H＋，HSO

SO

＋H＋，溶液呈酸性；

④NaOH===Na＋＋OH－，溶液呈碱性。

3.25℃的下列溶液中，碱性最强的是（　　）

A.pH＝11的溶液

B.c（OH－）＝0.12mol·

L－1的溶液

C.1L中含有4gNaOH的溶液

D.c（H＋）＝1×

解析　A项，c（OH－）＝10－3mol·

B项，c（OH－）＝0.12mol·

C项，c（OH－）＝0.1mol·

D项，c（OH－）＝10－4mol·

4.在25℃某稀溶液中，由水电离产生的c（H＋）＝10－13mol·

下列有关该溶液的叙述正确的是（　　）

A.该溶液一定呈酸性B.该溶液一定呈碱性

C.该溶液的pH一定为1D.该溶液的pH可能为13

解析　根据水的离子积常数，可知由水电离出的c（H＋）＝c（OH－）＝10－13mol·

L－1，这是由于在水中加酸或碱，都抑制了水的电离。

若水中加酸，溶液呈酸性，则溶液中OH－只来自水的电离，c（H＋）水＝c（OH－）水＝c（OH－）总＝10－13mol·

L－1，由Kw＝c（H＋）总·

c（OH－）总得：

c（H＋）总＝

＝10－1mol·

L－1，pH＝1；

若水中加碱，溶液呈碱性，则溶液中H＋只来自水的电离，c（H＋）总＝c（H＋）水＝10－13mol·

L－1，pH＝13。

5.现有下列物质：

①100℃纯水；

②25℃0.1mol·

L－1HCl溶液；

③25℃0.1mol·

L－1KOH溶液；

④25℃0.1mol·

L－1Ba（OH）2溶液。

（1）这些物质与25℃纯水相比，能促进水的电离的是（填序号，下同），能抑制水的电离的是，水电离的c（OH－）等于溶液中c（OH－）的是，水电离的c（H＋）等于溶液中c（H＋）的是。

（2）从②和③溶液中水的电离程度相等，进而可推出的结论是：

同一温度下，时，水的电离度相等。

答案　

（1）①　②③④　①②　①③④

（2）酸溶液中的c（H＋）等于碱溶液中的c（OH－）

解析　水的电离过程吸热，升温，促进水的电离，酸或碱抑制水的电离；

强酸溶液中，由于酸电离出的c（H＋）远大于水电离出的c（H＋），酸电离的c（H＋）可看成溶液中的c（H＋）；

强碱溶液中，由于碱电离的c（OH－）远大于水电离的c（OH－），碱电离的c（OH－）可看成溶液中的c（OH－）。

40分钟课时作业

[经典基础题]

题组1　水的电离及水的离子积

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－的浓度变小，反之亦然。

2.在相同温度下，0.01mol·

L－1的NaOH溶液和0.01mol·

L－1的盐酸相比，下列说法正确的是（　　）

A.由水电离出的c（H＋）相等

B.由水电离出的c（H＋）都是1.0×

10－12mol·

C.由水电离出的c（OH－）都是0.01mol·

D.两者都促进了水的电离

解析　二者均抑制水的电离，且抑制程度相同。

由于温度不确定，故不能确定Kw的值。

3.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比（①∶②∶③∶④）是（　　）

①pH＝0的盐酸　②0.1mol·

L－1的盐酸

③0.01mol·

L－1的NaOH溶液　④pH＝11的NaOH溶液

A.1∶10∶100∶1000B.0∶1∶12∶11

C.14∶13∶12∶11D.14∶13∶2∶3

解析　①中c（H＋）＝1mol·

L－1，由水电离出的c（H＋）与溶液中c（OH－）相等，等于1.0×

10－14mol·

②中c（H＋）＝0.1mol·

L－1，由水电离出的c（H＋）＝1.0×

③中c（OH－）＝1.0×

10－2mol·

L－1，由水电离出的c（H＋）与溶液中c（H＋）相等，等于1.0×

④中c（OH－）＝1.0×

10－3mol·

L－1，同③所述由水电离出的c（H＋）＝1.0×

即（1.0×

10－14）∶（1.0×

10－13）∶（1.0×

10－12）∶（1.0×

10－11）＝1∶10∶100∶1000。

4.水的电离过程为H2OH＋＋OH－，在25℃时，水的离子积Kw＝1.0×

10－14；

在35℃时，水的离子积Kw＝2.1×

10－14。

则下列叙述正确的是（　　）

A.c（H＋）随着温度的升高而降低

B.35℃时，c（H＋）>

C.35℃时的水比25℃时的水电离程度小

D.水的电离是吸热过程

解析　由题中条件可以看出，温度升高时，Kw增大。

25℃时，c（H＋）＝c（OH－）＝1×

35℃时，c（H＋）＝c（OH－）≈1.45×

温度升高，c（H＋）和c（OH－）都增大，且始终相等，水的电离程度也增大，因温度升高平衡向正反应方向移动，故水的电离为吸热过程。

5.室温下，若溶液中由水电离产生的c（OH－）＝1×

L－1，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（　　）

A.Al3＋、Na＋、NO

、Cl－B.K＋、Na＋、Cl－、NO

C.K＋、Na＋、Cl－、AlO

D.K＋、NH

、SO

、NO

解析　溶液中由水电离产生的c（OH－）＝1×

L－1，溶液的pH为0或14，在这两种情况下均存在的离子组则一定可以大量共存，在A选项中Al3＋与OH－不能大量共存；

在C选项中AlO

与H＋不能大量共存；

在D选项中NH

与OH－不能大量共存；

所以一定能够大量共存的离子组为B选项。

题组2　溶液的pH和溶液的酸碱性

6.常温下，c（OH－）最小的是（　　）

A.pH＝0的溶液

B.0.05mol·

L－1H2SO4

C.0.5mol·

L－1HCl

D.0.05mol·

L－1的Ba（OH）2

解析　A项，c（OH－）＝

mol·

L－1＝1×

B项，c（H＋）＝0.1mol·

L－1，则c（OH－）＝

C项，c（OH－）＝

L－1＝2×

D项，c（OH－）＝0.1mol·

7.下列溶液一定显酸性的是（　　）

A.含H＋的溶液

B.c（OH－）<

c（H＋）的溶液

C.pH<

7的溶液

D.能与金属Al反应放出H2的溶液

解析　溶液中的酸碱性取决于溶液中c（H＋）与c（OH－）的相对大小；

25℃时pH<

7的溶液才是酸性溶液；

与Al反应放出H2的溶液可能是酸性溶液，也可能是碱性溶液。

8.用试纸测定溶液酸碱性的正确操作是（　　）

A.将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

B.将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

C.将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D.将一小条试纸先用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照

解析　pH试纸使用方法：

把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部，随即（30s内）用标准比色卡与之对照，确定溶液的pH。

pH试纸不能用水润湿，若用水湿润会使溶液变稀，使测定结果可能产生误差。

9.下列叙述正确的是（　　）

A.无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液在常温下，其c（H＋）·

c（OH－）＝1.0×

10－14

B.c（H＋）＝1.0×

L－1的溶液一定是中性溶液

C.0.2mol·

L－1CH3COOH溶液中的c（H＋）是0.1mol·

L－1CH3COOH溶液中的c（H＋）的2倍

D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱

解析　Kw＝c（H＋）·

c（OH－），且Kw只与温度有关，所以常温下，无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液中，其Kw＝1.0×

在温度不确定时，中性溶液中的c（H＋）不一定等于1.0×

0.2mol·

L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1mol·

L－1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小，所以0.2mol·

L－1CH3COOH溶液中的c（H＋）小于0.1mol·

L－1CH3COOH溶液中的c（H＋）的2倍；

当c（H＋）或c（OH－）大于1mol·

L－1时，用pH表示溶液的酸碱性就不简便了，所以，当c（H＋）或c（OH－）大于1mol·

L－1时，一般不用pH表示溶液的酸碱性，而是直接用c（H＋）或c（OH－）来表示。

10.如图表示水中c（H＋）和c（OH－）的关系，下列判断错误的是（　　）

A.两条曲线间任意点均有c（H＋）·

c（OH－）＝Kw

B.M区域内任意点均有c（H＋）<

C.图中T1<

T2

D.XZ线上任意点均有pH＝7

解析　A项正确，c（H＋）·

c（OH－）＝Kw为水的离子积表达式，它适用于水及稀溶液；

B项正确，XZ线上任意点都有c（H＋）＝c（OH－），M区域位于直线XZ的左上侧，则M区域内任意点均有c（H＋）<

c（OH－）；

C项正确，H2OH＋＋OH－　ΔH>

0，升高温度，平衡正向移动，Kw增大，图中Z点Kw（Z）＝（10－6.5）2＝10－13，X点Kw（X）＝（10－7）2＝10－14，Kw（Z）>

Kw（X），所以T1<

T2；

D项错误，pH＝7即c（H＋）＝c（OH－）＝10－7mol·

L－1，而XZ线上只有X点c（H＋）＝c（OH－）＝10－7mol·

L－1，也就是说XZ线上只有X点的pH＝7。

[能力提升题]

11.

（1）某温度（t℃）时，水的Kw＝1×

10－12，则该温度（填“>

”、“<

”或“＝”）25℃，其理由是。

（2）该温度下，c（H＋）＝1×

L－1的溶液呈（填“酸性”、“碱性”或“中性”）；

若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c（OH－）＝mol·

（3）实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡（填“向左”、“向右”或“不”，下同）移动。

在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡移动。

（4）25℃时，0.1mol·

L－1的6种溶液，水电离出的c（H＋）由大到小的关系是（填序号）。

①盐酸　②H2SO4　③CH3COOH（Ka＝1.7×

10－5）　④NH3·

H2O（氨水）（Kb＝1.7×

10－5）　⑤NaOH　⑥Ba（OH）2

（5）25℃时，pH＝4的盐酸中水的电离程度pH＝10的Ba（OH）2溶液中水的电离程度。

（6）下列曲线中，可以描述0.1mol·

L－1乙酸（甲，Ka＝1.8×

10－5）和0.1mol·

L－1氯乙酸（乙，Ka＝1.4×

10－3）的水溶液中，水电离出的c（H＋）与加入水体积V的关系是（填字母）。

答案　

（1）>

　升温促进水的电离，Kw增大

（2）碱性　1×

（3）向右　向右

（4）③＝④>

①＝⑤>

②＝⑥

（5）等于

（6）c

解析　

（1）升高温度，Kw增大，现Kw＝1×

10－12>

10－14，因此温度大于25℃。

（2）该温度下该溶液中c（OH－）＝

10－5mol·

L－1，因为c（OH－）>

c（H＋），所以溶液呈碱性；

NaOH溶液中由水电离出来的c（OH－）等于溶液中的c（H＋），即为1×

（3）Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c（H＋）减小，水的电离平衡向右移动。

新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2＋H2OH＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c（H＋）减小，水的电离平衡向右移动。

L－1的盐酸中c（H＋）与0.1mol·

L－1NaOH溶液中c（OH－）相等，故两溶液中水的电离程度相等。

同理0.1mol·

L－1H2SO4和0.1mol·

L－1Ba（OH）2溶液中水的电离程度相等；

0.1mol·

L－1CH3COOH和0.1mol·

L－1氨水中水的电离程度相等，酸溶液中c（H＋）越大，或碱溶液中c（OH－）越大，水电离出的c（H＋）就越小，故6种溶液中水电离出的c（H＋）由大到小的关系为③＝④>

②＝⑥。

（5）pH＝4盐酸中，由水电离出的c（H＋）＝

L－1＝10－10mol·

L－1，pH＝10的Ba（OH）2溶液中，由水电离出的c（H＋）＝10－10mol·

L－1（溶液中的H＋浓度）。

（6）乙酸Ka小于氯乙酸Ka，所以0.1mol·

L－1乙酸溶液中的c（H＋）小于0.1mol·

L－1氯乙酸溶液中的c（H＋），故水的电离程度0.1mol·

L－1乙酸溶液的大，加水稀释，两种酸溶液中的c（H＋）减小，水的电离程度增大，故选c。

12.在水的电离平衡中，c（H＋）和c（OH－）的关系如图所示：

（1）A点水的离子积为1×

10－14，B点水的离子积为。

造成水的离子积变化的原因是。

（2）下列说法正确的是（填字母）。

a.图中A、B、D三点处Kw的大小关系：

B>

A>

D

b.AB线上任意点的溶液均显中性

c.B点溶液的pH＝6，显酸性

d.图中温度T1>

（3）T2℃时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？

为什么？

（4）T2℃时，若盐酸中c（H＋）＝5×

L－1，则由水电离产生的c（H＋）＝。

答案　

（1）1×

10－12　水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大　

（2）b

（3）否，在盐酸中c（H＋）≠c（OH－），所以不可能处于B点位置　（4）2×

10－9mol·

13.已知室温时，0.1mol·

L－1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离，回答下列问题：

（1）该溶液的pH＝。

（2）HA的电离平衡常数K＝。

（3）升高温度时，K将（填“增大”、“减小”或“不变”，下同），pH将。

（4）由HA电离出的c（H＋）约为水电离出的c（H＋）的倍。

答案　

（1）4　

（2）1.0×

10－7　（3）增大　减小　（4）106

解析　

（1）c（H＋）＝0.1mol·

L－1×

0.1%＝10－4mol·

L－1，pH＝4。

（2）K＝

＝

≈

＝1.0×

10－7。

（