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(共32张PPT)
水的电离
WATER IONIZATION
一、水的电离
水的电离/WATER IONIZATION
纯水的导电实验
H2O H+ + OH-
H+为裸质子，不稳定，与水结合，形成H3O+，即水合氢离子
1. 电离方程式：H2O+H2OH3O++OH-
1.表达式：
K = c(H+)·c(OH-)
二、水的离子积常数
2.影响因素：
只受温度影响
水的电离/WATER IONIZATION
W
H2O H+ + OH-
3.适用范围：水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液（酸、碱、盐）
升高温度，促进水的电离，水的离子积增大。
探究：1.分析下表中的数据有何规律，并解释。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
KW/10-14 0.114 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0
100℃纯水中：c(H+) c(OH-) mol/L
25℃纯水中： c(H+) c(OH-) mol/L
2.用“=”“>”或“< ”填空：
=
≈
=
≈
水的电离/WATER IONIZATION
1.0×10-7
7.4×10-7
25℃
KW = c(H+)·c(OH-)≈1.0×10-14
100℃
KW = c(H+)·c(OH-)≈1.0×10-12
1.0×10-6
条件 水的电离平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 电离度 c(H＋)与c(OH－)
大小关系
加热
通HCl(g)
加NaOH(s)
加NaHSO4(s)
加Na(s)
正向
逆向
逆向
增大
增大
减小
增大
减小
增大
正向
减小
增大
水的电离/WATER IONIZATION
三、水的电离平衡的影响因素
水的电离方程式为：H2O H+ + OH-，其平衡移动的分析，符合勒夏特列原理。
增大
减小
减小
增大
逆向
增大
减小
减小
c(H＋) =c(OH－)
c(H＋) ＞c(OH－)
c(H＋) ＜c(OH－)
c(H＋) ＜c(OH－)
c(H＋) ＞c(OH－)
1
1×10-7
1×10-14
1×10-14
1
1×10-7
25℃下，KW = c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
通HCl(g)
c(H+)/mol·L-1
c(OH-)/ mol·L-1
水的电离/WATER IONIZATION
c(H+)＞ c(OH-) 溶液显酸性
c(H+)＝ c(OH-) 溶液显中性
室温下，0.1 mol/L的稀盐酸中， c(H+)与c(OH-)各多少？
H2O H+ + OH-
c(H+) ≈ 0.1 mol/L
HCl === H+ + Cl-
c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13 mol/L
室温下， Kw = 1.0×10-14
水的电离/WATER IONIZATION
0.1 mol/L
＜1.0×10-7 mol/L
1.0×10-13 mol/L
1.在任何水溶液中，c(H＋)、 c(OH－) 可能不同，但是任何水溶液中水电离的c水(H＋)、 c水(OH－) 总是相等。
2.任何水溶液中都存在Kw＝c(H＋) . c(OH－)， c(H＋)、 c(OH－) 表示溶液中总物质的量浓度。
总结归纳——c(H＋)、 c(OH－)的相关计算
水的电离/WATER IONIZATION
室温下，由水电离产生的 c(H+) = 10-13 mol/L，
该溶液是酸性还是碱性？
可能是酸性（如0.1mol/L的稀盐酸）也可能是碱性（如0.1mol/L的NaOH溶液）
水的电离/WATER IONIZATION
【例1】室温下，由水电离产生的c(OH-)=10-11mol/L的溶液中，一定大量共存的离子组（ ）
A．Na+ 、 NH4+ 、Cl- 、SO42- B．S2- 、CH3COO- 、Na+ 、K+
C．K+ 、 Na+ 、 I- 、NO3- D．K+ 、 Na+ 、NO3- 、 SO42-
D
非常好做的题目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
c(H+)/mol·L-1
c(OH-)/ mol·L-1
1×10-7
1×10-7
0
水的电离/WATER IONIZATION
②滴加盐酸
常温下，KW = c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14
①滴加NaOH溶液
1×10-6
1×10-6
T1
T2
T1＜T2
水的电离/WATER IONIZATION
五、溶液的酸碱性与pH
【思考2】pH=7的溶液一定呈中性吗
【思考3】100 ℃时,KW =1.0×10-12,pH=7的溶液酸碱性如何
【思考1】某溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，该溶液一定呈酸性吗？
水的电离/WATER IONIZATION
五、溶液的酸碱性与pH
①酸碱指示剂法（只能粗略测定溶液的pH范围，不能准确测定出pH的具体值）
指示剂 pH变色范围 酸色 碱色
甲基橙 3.1~4.4 红（pH<3.1） 黄（pH>4.4）
石蕊 5.0~8.0 红（pH<5.0） 蓝（pH>8.0）
酚酞 8.2~10.0 无（pH<8.2） 红（pH>10.0）
1.溶液酸碱性的测定方法
水的电离/WATER IONIZATION
五、溶液的酸碱性与pH
②利用pH试纸测定
1.溶液酸碱性的测定方法
类型：广泛pH试纸(最常用) 、精密pH试纸、 专用pH试纸。
广泛pH试纸
精密pH试纸
精度 :读整数
精度 :读至小数点后1位
水的电离/WATER IONIZATION
五、溶液的酸碱性与pH
②利用pH试纸测定
1.溶液酸碱性的测定方法
使用方法：取一小段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待测液点在试纸的中央，当试纸颜色变化稳定后与标准比色卡对照,读出pH。
· pH试纸不能用水湿润
·不能把pH试纸插入待测液
·不能测有色溶液、漂白性、强氧化性溶液的pH
注意事项：
氯水、双氧水、次氯酸盐溶液
浓硫酸、浓硝酸、高锰酸钾溶液
水的电离/WATER IONIZATION
五、溶液的酸碱性与pH
③利用pH计
1.溶液酸碱性的测定方法
pH计，又叫 ，可用来精密测量溶液的pH（读至小数点后2位)，其量程为 。
酸度计
0～14
【例2】水的电离常数如图所示，曲线上的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是(　　)
A．图中温度：T1＞T2
B．图中五点Kw间的关系：B＞C＞A＝D＝E
C．A、B点均代表纯水的电离情况
D．若处在A点时，将0.01 mol·L－1的盐酸与由水电离的c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性
D
非常好做的题目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
【例3】水的电离平衡图像如图所示。已知pOH=-lgc(OH-)，下列说法正确的是
A．各点对应的水的离子积：Kw(f)>Kw(b)= Kw(d)
B．T1>T2
C．向b点溶液中加入少量NaOH，其组成由b点向d点移动
D．在T2温度下，pH=10的NaOH溶液中由水电离出的
D
非常好做的题目/THE PROBLEM EASY TO SOLVE
水的电离/WATER IONIZATION
六、pH的计算
1.单一溶液的pH计算
按照要求填空：
（1）常温下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液的pH＝____________。
（2）常温下，0.001 mol·L－1的氢氧化钾溶液的pH＝_________。
（3）常温下，pH＝12的Ba(OH)2的浓度是________ mol·L－1。
（4）已知CH3COOH的电离常数Ka＝2×10－5，0.1 mol/L的CH3COOH溶液，pH＝________。（已知：lg2=0.3）
1
11
0.005
2.85
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
例：常温下，将pH=2的盐酸与pH=5的盐酸等体积混合，计算混合溶液的pH。(已知lg2=0.3、lg5=0.7)
盐酸：c(H+) = 10-2mol/L
硫酸：c(H+) =10-5mol/L
c(H+)混
=
10-2 +10-5
2
2
≈
10-2
注意：当离子浓度相差100倍及以上的时候，可忽略离子浓度小的。
pH = -lgc(H+) = 2 + lg2 =2.3
①强酸与强酸混合
先算c(H+)混，再求pH
(忽略稀溶液体积变化，混合溶液总体积求算可直接两溶液体积相加)
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
例2、在25 ℃时，pH＝2的盐酸溶液与pH＝4的盐酸等体积混合，混合后溶液的pH= 。（lg2=0.3）
2.3
例1、将200 mL 0.005 mol/L的盐酸和100 mL 0.02 mol/L的盐酸混合后，所得溶液的pH为 。
2
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
②强碱与强碱混合
例：常温下，将pH=12和pH=10的两氢氧化钠溶液等体积混合，计算混合溶液的pH。(已知lg2=0.3、lg5=0.7)
先算c(OH-)混，再求c(H+)混，最后求pH
pH=12：c(OH-) = 10-2mol/L
pH=10：c(OH-) = 10-4mol/L
c(OH-)混
=
10-2 +10-4
2
2
≈
10-2
c(H+)混
=
Kw
c(OH-)混
pH = -lgc(H+) = -lg2 + 12 =11.7
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
③强酸与强碱混合
先计算酸溶液中n(H＋)和碱溶液中n(OH－)，判断酸碱反应后是酸剩余还是碱剩余还是酸碱恰好完全反应。
若n(H＋)>n(OH－),则酸剩余，计算混合溶液中剩余的c(H＋)，
再计算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)的c(OH－)，c(H＋)= ，再计算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)=n(OH－),则酸碱恰好完全反应，溶液显中性，常温下溶液的pH=7。
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
【例3】常温时，pH=8的NaOH和pH=4的HCl溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
水的电离/WATER IONIZATION
2. 混合溶液的pH计算
【例4】常温下，求算pH=4的盐酸与pH=12的氢氧化钠等体积混合后的pH。
水的电离/WATER IONIZATION
1、常温下将 pH＝2的盐酸和pH＝11的氢氧化钠溶液，以体积比1∶9混合后，溶液的pH是(　　)
A．3 B．4 C．9 D．10
B
2、常温下，pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱溶液与强酸溶液的体积比是 (　　)
A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9
D
水的电离/WATER IONIZATION
例：取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL，溶液的pH变为多少？
c(H+) =
pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 5
10-3 mol/L×10-3 L
=10-5 mol/L
10-1 L
[思考]
若稀释到体积为原来的103倍，则溶液的pH变为多少？
若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？
pH 会无限接近于7
思考：将pH=3的醋酸稀释100倍后，溶液的pH等于5 吗？
pH<5
3、溶液的稀释后的pH计算
水的电离/WATER IONIZATION
[思考]
若稀释到体积为原来的103倍，则溶液的pH变为多少？
若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？
pH＝8
pH＝6
例：在25℃时，pH=11的NaOH溶液稀释到原来的100倍，pH 等于多少？
c(OH-) =
pH = - lgc(H+) = - lg10-9 = 9
10-3 mol/L×10-3 L
=10-5 mol/L
10-1 L
c(H+) =Kw/c(OH-)=10-9 mol/L
pH 会无限接近于7
思考：将pH=11的氨水稀释100倍后，溶液的pH是否等于9？
pH>9
水的电离/WATER IONIZATION
【总结】酸、碱稀释时 pH 变化规律
（1）pH = a 的强酸溶液，稀释10m 倍，pH = a + m
pH = a 的弱酸溶液，稀释10m 倍，a＜pH＜a + m
（2）pH = b 的强碱溶液，稀释10n 倍，pH = b - n
pH = b 的弱碱溶液，稀释10n 倍，b - n＜pH＜b
（3）酸碱无限稀释，pH只能接近于7，酸不可能大于7，碱不可能小于7。
3、溶液的稀释后的pH计算
水的电离/WATER IONIZATION
1.常温下，pH=10的X、Y两种碱溶液各1mL，分别加水稀释到100mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．稀释前，两种碱溶液中溶质的物质的量浓度
一定相等
B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C．完全中和X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的
体积：VX>VY
D．若8D
水的电离/WATER IONIZATION
2.在25 ℃时,有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液,取Va L该HCl溶液用该NaOH溶液中和,需Vb L NaOH溶液。请回答下列问题:
(1)若a+b=14,则Va∶Vb=　　　　　　　　。
(2)若a+b=13,则Va∶Vb=　　　　　　　　。
(3)若a+b>14,则Va∶Vb=　　　　　　　　,且Va　　　(填“>”“<”或“=”)Vb。
答案:(1)1∶1　(2)1∶10 (3)10a+b-14　>
总结归纳
水的电离
1.水的电离与电离方程式
2.水的电离平衡的影响因素
H2O H+ + OH-
温度
浓度
加酸、碱或强酸的酸式盐
加与H+或OH-反应的物质
3.水的离子积常数
表达式
影响因素
适用范围
4. Kw的应用

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