第二节 水的电离和溶液的酸碱性
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知识梳理
1.水的电离
(1)水是一种_________的电解质,其电离方程式为_________,常温下纯水中c(H+)
__________mol •L-1,c(OH-)=mol •L-1。
影响水的电离平衡的因素主要有____________。
①温度:水的电离是__________的过程,温度升高会使水的电离平衡向____________(选填“左”“右”或“不移动”)。②浓度:加酸,水的电离平衡向____________(选填“左”“右”或“不移动”)加碱,水的电离平衡向____________(选填“左”“右”或“不移动”)。
可见,加酸加酸都会____________(选填“促进”“抑制”或“不影响”)水的电离。但水的离子积不变。
(2)水的离子积可表达为KW=___________。KW与化学平衡一样其变化只受_________的影响,随温度____________而增大,在25 ℃时,c(H+)=c(OH-)=________mol •L-1,故此温度下KW=_________。升温,KW____________(选填“增大”“减小”或“不变”),如100 ℃:c(H+)=1×10-6 mol •L-1,KW=____________;pH=____________,此时溶液呈______性(选填“中性”“酸性”或“碱性”)。降温,KW将___________(选填“增大”“减小”或“不变”)。
2.溶液的酸碱性与pH
(1)在中性溶液中,c(H+)________c(OH-)(选填“>”“<”或“=”,下同)。在酸性溶液中,c(H+)________c(OH-)。在碱性溶液中,c(H+)_________c(OH-)。纯水、稀溶液中的c(H+)与c(OH-)的乘积总是定值,且在常温下KW=1×10-14。
(2)pH是用来表示溶液酸碱性的____________的,其表达式为pH=____________。常温下pH=7的溶液为中性,pH越小,酸性_________,pH越大,碱性____________。pH的适用范围为____________。若已知溶液的pH,则溶液的c(H+)、c(OH-)用含pH的代数式表示为:
c(H+)=____________,c(OH-)=____________。
(3)溶液pH的测定方法有_____________________法、__________________法、pH计法。
用pH试纸测定溶液的pH的方法是_______________________________________________。
3.pH的应用
pH的测定和控制在________________________等方面都很重要。
疑难突破
1.怎样判断溶液酸碱性?
剖析:溶液呈酸性、碱性还是中性,应看c(H+)和c(OH-)的相对大小,判断溶液酸碱性的依据主要有三点。
依据1 在25 ℃时的溶液中:
c(H+)>1×10-7 mol •L-1酸性
c(H+)=1×10-7 mol •L-1中性
c(H+)<1×10-7 mol •L-1碱性
常温下,c(H+)>10-7 mol •L-1呈酸性,且c(H+)越大,酸性越强;c(OH-)越大,碱性越强。
依据2 在25 ℃时的溶液中:
pH<7 酸性
pH=7 中性
pH>7 碱性
依据3 在任意温度下的溶液中:
c(H+)>c(OH-) 酸性
c(H+)=c(OH-) 中性
c(H+)<c(OH-) 碱性
2.怎样计算溶液的pH?
剖析:(1)强酸、强碱溶液的pH
强酸:c(酸) c(H+) pH
强碱:c(碱) c(OH-) c(H+) pH
(2)弱酸、弱碱溶液的pH
弱酸:c(酸) c(H+) pH
弱碱:c(碱) c(OH-) c(H+) pH
(3)强酸与强酸混合液的pH
(4)强碱与强碱混合液的pH
(5)强酸与强碱混合液的pH
①强酸与强碱正好完全反应,溶液呈中性,pH=7。
②酸过量:pH=-lg[c余(H+)]。
③碱过量:c(H+)= ;最后求pH=-lg[c(H+)]。
(6)酸碱溶液用水稀释后的pH
①强酸、强碱的稀释:酸溶液中的c(H+)每稀释10n倍,pH增大n个单位,增大后不超过7,“酸仍是酸”。
碱溶液中的c(OH-)每稀释10n倍,pH减小n个单位,减小后不小于7,“碱仍是碱”。
②弱酸、弱碱的稀释:一元弱酸溶液每稀释10n倍,pH的增大小于n个单位。
一元弱碱溶液每稀释10n倍,pH的减小也将小于n个单位。
注意:极稀的溶液中的计算要考虑到水电离产生的H+或OH-。
问题探究
问题1:已知:弱电解质的电离度的表达式为:α= ×100%,请运用数据验证法和理论分析法说明向水中加入酸、碱对水的电离程度有何影响。
探究:(1)数据验证法