第十章《电离平衡》高三复习教案二水的电离

1、PAGE PAGE 第十章电离平衡高三复习教案（二）水的电离及pH值【教学内容】 1水的电离和水的离子积常数。 2溶液的PH值及有关PH值计算。 3酸碱指示剂及溶液PH值的测定。【教学目标】 掌握水的离子积常数及溶液PH值表示的意义；掌握H+、PH值与溶液酸碱性的关系；了解指示剂的变色范围，学会PH值的使用方法；掌握溶液PH值的有关计算。【知识讲解】一、水的电离 水是一种极弱的电解质，电离方程式为： H2O+H2O H3O+ +OH简写为H2O H+OH。1水的电离过程是一个吸热过程。温度升高，水的电离度增大，H+和OH也随之增大；温度降低，水的电离度减小，H+和OH也随之减小。2当向水中加入

2、酸或碱，水的电离度减小，但溶液中仍然存在H+和OH，只不过H+与OH不相等；当向水中加入能结合水中的H+或OH的物质（如S2或 Al3+时），水的电离平衡向右移动，水的电离度增大。二、水的离子积 在一定温度下，水的电离达平衡状态时，H+和OH的乘积叫做水的离子积，即H+OH= Kw。 KW与温度有关： 25时， Kw=H+OH=110110 =11014 100时，Kw=H+OH=110110 =11012 水的离子积不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液，即水的离子积揭示了在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，所以都有H+和OH。例1常温下，0.1mol/L的某一元弱酸HA溶液其电离度

3、为1。则该溶液中OH 是多大？水的电离度为多少？ 解析：HA电离产生的H+=C=0.1mol/L1%=110mol/L， 根据：H+OH=11014 ，则OH=11011mol/L。 根据：H2O H+OH ，OH= OH溶液=11011mol/L， 100%=1.81011%例2在水电离出的H+=11012mol/L的溶液中，一定能大量共存的离子组 是（ ） （A）Al3+、NH+、SO42、Cl （B）Na+、K+、CO32、SO42 （C） K+、 Fe2+、Cl 、NO3 （D）Na+、Ba2+、Cl 、NO3 解析：H+=OH=1102mol/L，说明溶液中H+溶液=1102mol/

4、L或OH溶液=1102mol/L，即溶液的PH=2或PH=12。在酸性和碱性溶液中都能存在的只能是（D）三、溶液的PH值 PH=lgH+ 用来表示溶液酸碱性的强弱。1常温下，中性溶液中H+=OH=110mol/L ，PH=7。酸性溶液中H+OH, H+ 110mol/L , PH 7。H+越大，PH值越小，溶液酸性越 强。碱性溶液中H+ 110mol/L , PH 7, OH越大PH值 越大，溶液碱性越强。2PH值只适用于H+ 1mol/L或OH 1mol/L的稀溶液，即PH取值范围为0 14，当H+ 1mol/L或OH 1mol/L, 反而不如直接用H+或OH表示酸碱度方便。例3、下列四种溶

5、液中，由水电离生成的氢离子浓度之比为:是（ ） PH=0的盐酸 0.1mol/L的盐酸 0.01mol/L的NaOH 溶液 PH=11的NaOH溶液 （A）1:10:100:1000 （B）0:1:12:11 （C）14:13:12:11 （D）14:13:2:3解析：PH=0的盐酸H+= 1mol/L 由水电离产生的H+=OH=11014；0.1mol/L的盐酸，由水电离产生的H+=OH=11013mol/L；0.01mol/L的NaOH 溶液，OH= 0.01mol/L，由水电离产生的H+=11012mol/L；PH=11的NaOH 溶液，H+=11011mol/L。则由水电离产生的H+之

6、比:=1014:1013:1012:1011=1:10:100:1000故答案为（ A ）四、酸碱指示剂及PH值的测定：1常见酸碱指示剂及变色范围 指 示 剂 酸 碱 指 示 剂 变 色 范 围 甲 基 橙 4.4 黄 色 石 蕊 8 蓝 色 酚 酞 10 无 色2测定溶液PH值的方法：（1）酸碱指示剂用于粗测溶液PH值范围；（2）PH试纸用以精略地测定溶液酸碱性的强弱；（3）PH计用以精确地测定溶液的PH值。注意：用PH试纸测定溶液的PH值,一般先把一小块放在表面皿或玻璃片上，用沾有待测液的玻璃棒点试纸的中部，不能把试纸放在待测液中，也不能用水湿润再测定PH值。 例4化合物在水溶液中因存在以

7、下电离平衡：HIn（溶液） H+ + In ，故可用作 红色 黄色 酸碱指示剂。浓度为0.02mol/L的下列各溶液：盐酸 石灰水 NaCl溶液 NaHSO4溶液 硝酸钾溶液 氨水，其中能使指示剂显红色的是（ ）（A） （B） （C） （D） 解析：根据电离平衡：HIn H+ + In，在碱性溶液中平衡向右移动，因含有大量In，而显黄色，在酸性溶液中因含大量HIn，而显红色。故本题答案为（ C ）五、溶液PH值的计算：溶液PH值的计算，常用到下列关系式：一元弱酸：H+= C，一元弱碱：OH= C，H+OH= 11014，PH=lgH+常见的计算类型：1强酸、强碱溶液的稀释：解题关键：对于强酸溶

8、液的稀释，必须抓住H+变化；对于强碱溶液的稀必须抓住OH的变化。当稀释倍数很大时，需考虑水的电离。稀释规律：强酸PH=a，加水稀释10n倍，则稀释后PH=a+n。弱酸PH=a,释10n倍，则稀释后PHb-n。 例5当PH=11的氢氧化钠溶液稀释102、105倍时，计算稀释后溶液的PH值。解析：根据稀释规律，当稀释102倍后，稀释后PH值PH=112=9。但当稀释105倍后：PH=115=6，不可能。这时需考虑水的电离。PH=11，H+=1011，稀释后碱电离出的OH浓度为：OH108mol/L 设稀释后溶液中H+浓度为x，则：H2O H+ + OH x x+108 x（x + 108）= 11

9、014 解之x = 9.5108 mol/L 所以 PH=lg(9.5108)=7.02 2强酸与强酸、强碱与强碱溶液相混合。解题关键：把各自溶液中的H+或OH的物质的量相加除以混合后总体积，可得混合溶液的H+或OH，即可求出PH值。例6将PH=11的氢氧化钠溶液和PH=13的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求混合后溶液的PH值。解析：两种强碱溶液相混合后，溶液显碱性，应根据溶液PH值先求出混合后溶液的OH浓度，再换算为混合原溶液的H+，求出PH值。PH=11 NaOH溶液， H+=11011，OH1103mol/LPH=13的Ba(OH)2溶液，H+=11013，OH1101mol/L混合后

10、溶液中OH5.05102mol/L混合后溶液中H+1.981013,即PH=lg(1.981013)=12.7易出现错解：H+5.051012mol/LPH=lg(5.031012)=11.3混合规律：（1）PH=a和PH=b两强酸溶液等体积混合，若ab2时，混合后PH值为：PH=b+0.3。（2）PH=a和PH=b两强碱溶液等体积混合，若ab2时，混合后溶液的PH值为：PH=a0.3。3强酸和强碱溶液相混合：解题关键：据H+ +OH=H2O，求出混合后剩余的H+或OH，再换算出PH值。例725时，PH=x的盐酸aL与PH=y的氢氧化钠溶液bL，恰好中和。x6，y8试讨论：（1）若a:b =

11、1:10, 则x+y= 。（2）若x+y=14, 则a:b = 。（3）若x+y14, 则a:b = 。解析：关键是抓住H+或OH恰好完全反应。PH=x 的盐酸中H+= 10-xmol/L，=10-xmol/LaL=a10-xmol/LPH=y的NaOH溶液中H+= 10-ymol/L，OH= 10y-14mol，=10y-14mol/LbL=b10y-14mol。则有：10-xa=10y-14b故有a:b =10 x+y-14若a:b=1:10 则x+y=13若x+y=14时，则a:b=1若x+y14时，则a:b1归纳：（1）PH=x的强酸和PH=y的强碱等体积混合：若x+y=14, 则溶液

12、呈中性，PH=7；x+y14, 则溶液呈碱性；若x+y14，则V酸:V碱=10 x+y-14:1若x+yC2，PH1PH2 则1与2的关系是（ ）（A）1=2 （B）12 （C）1 盐酸（B）反应所需时间： 醋酸 盐酸（C）参加反应的锌的质量： 盐酸 = 醋酸（D）开始反应速率： 盐酸 醋酸8有一PH为12的NaOH溶液100mL，要使它的PH值降到11。 （1）如果加入蒸馏水，应加 mL（体积变化忽略不计） （2）如果加入PH=10的NaOH溶液，应加 mL。 （3）如果加入0.01mol/L盐酸应加 mL。9某造纸厂排出的废水，经取样分析，其中除了含有汞、纤维素及其它有机物外，其它成分为N

13、a+= 1.5103mol/L ,SO42= 2.5104mol/L ,Cl= 1.6105mol/L ，NO3= 1.4105mol/L Ca2+= 1.5105mol/L 则该废水的PH值为 。10常温下，将m体积PH=a的氢氧化钠溶液与PH=b的醋酸溶液等体积混合，恰好完全反应，则该温度下醋酸的电离度可以表示为 。11在25时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则在混合以前，该强酸的PH值与强碱PH值之间应满足的关系是 。12NaOH和Ba(OH)2混合溶液的PH=14，取该溶液100ml，持续通入CO2，当CO2通入0.56L时，生成沉淀最多（气体体积均指标态，设溶液体积不发生改变），试通过计算回答：