3.3+水的离子积和溶液的pH【中职专用】（高教版2021通用类）

化学通用类高等教育出版社主题三溶液与水溶液中的离子反应3.3

水的离子积和溶液的pH主题三溶液与水溶液中的离子反应

3.3

水的离子积和溶液的pH学习目标1.通过水的导电实验认识水的解离，了解水的离子积常数，发展宏观辨识与微观探析等化学学科核心素养。2.通过比较溶液中[H+]和[OH-]的相对大小，判断溶液的酸碱性，认识溶液的酸碱性与pH

的关系，掌握用试纸测定溶液pH的方法；发展现象观察与规律认知等化学学科核心素养。3.通过实践活动了解国家标准对生产、生活用水及污水、工业废水等关于pH的规定，讨论溶液酸碱性对生产、环境和生活的影响，知道溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的应用，发展科学态度与社会责任等化学学科核心素养。情境与问题洁厕灵和食醋常被视为生活中的除垢利器，但两者的除垢能力有很大差别。想一想，其中的原因是什么？（a）洁厕灵（b）食醋洁厕灵和食用醋都能去除污垢，区别是洁厕灵的主要成分是盐酸，属于强酸，食用醋的主要成分是醋酸，是弱酸。安全用电常识中指出，不能用湿手触摸带电的家用电器，否则可能导致触电事故。水为什么会导电？其中是否含有自由移动的离子？水能导电，说明水中存在自由移动的离子，即水可以发生解离。而纯水的导电性很差，说明水中离子的量很少，解离程度很微弱。情境与问题一.水的离子积精确的实验证明：水是一种极弱的电解质，能微弱的解离。H2O

H++OH-实验测得，在25℃时，1L纯水中解离出的H+和OH-都是1×10-7mol，根据弱电解质的解离平衡的相关知识，计算水的解离常数。简写为根据弱电解质的解离平衡理论，水的解离常数表达式为：由于水的解离程度极小，相对1L的水来说，已解离部分可以忽略不计，因此，表达式中[H2O]几乎不变，可以视为常数一.水的离子积1.水的离子积常数水的解离平衡常数表达式可以改写成：Kw是水中[H+]和[OH–]的乘积，叫作水的离子积常数，简称水的离子积。一.水的离子积在25℃时，每升水中有1×10–7mol的水分子解离。则在纯水中：[H+]=[OH–]=1×10–7mol/L=1×10–7×1×10–7=1×10–14所以在稀溶液中，溶质的浓度很小。[H2O]同样可以看成是个常数，因此不管是在纯水还是稀溶液中，[H+]和[OH–]的乘积都是一个常数。Kw不仅适用于纯水中，还适用于任何以水作溶剂的稀溶液。一.水的离子积

观察表3-3-1中的水的离子积常数，说说你的发现？温度/℃010202550100Kw/×10-140.1340.2920.6811.015.4755.0表3-3-1不同温度下水的离子积常数Kw=

1×10–14点拨

Kw是温度的函数，温度升高，Kw增大。在温度变化不大时，可近似看成常数。常温下该数值一般可以认为是1×10–14。2.水的离子积常数的影响因素一.水的离子积依据弱电解质解离平衡的影响因素和水的离子积，小组合作讨论影响水的解离的因素，并填写表3-3-2。表3-3-2影响水解离平衡的因素(25℃）[H+][OH-][H+]与[OH-]大小比较Kw酸碱性水的解离平衡水//相等1×10-14中性/加酸1×10-14加碱1×10-14增大减小[H+]>[OH-]酸性逆向移动减小增大[H+]<[OH-]碱性逆向移动加酸或加碱都对水的解离有抑制作用二.溶液的酸碱性和pH即[H+]和[OH–]的关系是此消彼长的关系。在纯水和任何稀溶液中，[H+]和[OH–]之间存在下列关系：二.溶液的酸碱性和pH由于Kw在一定温度下是一个常数，而溶液中的[H+]和[OH–]又是此消彼长的关系。那么，溶液的酸碱性与溶液中的H+和OH-浓度有何关系？小组交流看法。中性溶液，是指[H+]和[OH–]相等的溶液，酸性溶液是指[H+]大于[OH–]的溶液，碱性溶液是指[OH–]大于[H+]的溶液。所以，常温下，溶液的酸碱性与[H+]、[OH-]的关系可以表示为：

中性溶液

[H+]=1×10-7mol/L=[OH-]

酸性溶液

[H+]>1×10-7mol/L>[OH-]

碱性溶液[H+]<1×10-7mol/L<[OH-]溶液中[H+]越大，酸性越强，碱性越弱；溶液中[H+]越小，酸性越弱，碱性越强。1.溶液的酸碱性二.溶液的酸碱性和pH

判断下列溶液分别属于酸性、中性还有碱性溶液？酸性溶液中性溶液碱性溶液=1×10–5mol/L[H+]=1×10–7mol/L[H+]=1×10–11mol/L[H+]提示

既可以用[H+]表示溶液的酸碱性，也可以用[OH–]表示溶液的酸碱性，习惯上使用[H+]表示溶液的酸碱性。例题1二.溶液的酸碱性和pH2.溶液的pH稀溶液中的[H+]很小，使用[H+]表示溶液的酸碱性时很不方便。小组讨论：有没有更简便的表示方式呢？通常采用[H+]的负对数来表示溶液的酸碱性，这个数值称为溶液的pH。二.溶液的酸碱性和pH例题2

计算下列溶液的pH？

=1×10–5mol/L[H+]①=1×10–7mol/L[H+]②=1×10–11mol/L[H+]③②解：①③二.溶液的酸碱性和pH实践活动溶液的pH与溶液的酸碱性关系如何？依据表3-3-3中数据，小组讨论：酸性溶液、碱性溶液、中性溶液的pH规律。表3-3-3中性、酸性和碱性溶液pH比较溶液[H+]/(mol/L)溶液pH中性溶液1×10-77酸性溶液1×10-55碱性溶液1×10-1111中性溶液pH=7，酸性溶液pH<7，碱性溶液pH>7二.溶液的酸碱性和pH观察图3-3-2，并思考[H+]和pH与溶液酸碱性之间的关系？图3-3-2[H+]和pH与溶液酸碱性之间的关系pH的使用范围一般是0~14，超过此范围时可直接使用[H+]或[OH–]表示。溶液的酸性越强，pH越小；溶液的碱性越强，pH越大。溶液的pH每相差1个单位，[H+]就相差10倍。二.溶液的酸碱性和pH例题3计算0.1mol/L盐酸的pH？解：HCl是强电解质，在溶液中完全解离[H+]=[HCl]=0.1

mol/L答：0.1mol/L盐酸的pH等于1。二.溶液的酸碱性和pH例题4计算0.1mol/LNaOH溶液的pH？解：NaOH是强电解质，在溶液中完全解离答：0.1mol/LNaOH的pH等于13。二.溶液的酸碱性和pH测定溶液pH的方法主要有：（1）酸碱指示剂法（2）pH试纸法（3）pH计（酸度计）法3.pH的测定初中化学中已接触过石蕊和酚酞两种酸碱指示剂。小组讨论：可用作酸碱指示剂的物质通常具有什么特点？使用酸碱指示剂能够准确测定溶液的pH吗？单一指示剂只能粗略指示溶液的pH范围二.溶液的酸碱性和pH酸碱指示剂由一种颜色过渡到另一种颜色时溶液的pH变化范围叫作指示剂的变色范围。常见酸碱指示剂及其变色范围见下图。常见的酸碱指示剂及其变色范围二.溶液的酸碱性和pHpH计又称酸度计，是准确测定溶液pH的精密仪器。常见的有台式、便携式和笔式pH计。二.溶液的酸碱性和pH

测定pH在生产与日常生活中都具有重要的意义。请以小组为单位，开展以下课后实践活动。（1）已知雨水的pH小于5.6时，就成为酸雨，会对生态环境造成危害。上网查阅资料了解酸雨的危害，并收集当地雨水测定其pH，判断是否为酸雨。（2）“藏粮于地、藏粮于技”是现代农业发展观念。结合教材表3-3-3所列农作物最适宜的pH。选取当地的雨水和土壤样品，测定其pH，提出适合当地的农作物种植建议。实践活动【跟踪检测】1．一些食物的近似如下：其中显碱性的是A．苹果汁：2.9-3.3

B．葡萄汁：3.5-4.5C．牛奶：6.3-6.6

D．鸡蛋清：7.6-8.0【答案】D【跟踪检测】2．下列可用于测定某电解质溶液pH且精确度最高的是A．pH计

B．广范pH试纸C．精密pH试纸

D．酚酞试液【答案】A【跟踪检测】3．加热纯水时，下列叙述正确的是A．pH变小、呈酸