第二节水的电离和溶液的酸碱性 知识点一 水的电离和水的离子积
一、水的电离
1.电离平衡和电离程度
①水是极弱的电解质，能微弱电离：
H2O+H2O H3O++OH-，通常简写为H2O H++OH-；ΔH>0
② 实验测得：室温下1LH2O（即55.6mol）中只有1×10-7mol 发生电离，故25℃时，纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L ，平衡常数O)c(H)c(OH)c(HK2-•电离
2.影响水的电离平衡的因素
（1）促进水电离的因素：
①升高温度：因为水电离是吸热的，所以温度越高K电离越大。
c(H+)和c(OH-)同时增大，KW增大，但c(H+)和c(OH-)始终保持相等，仍显中性。
纯水由25℃升到100℃，c(H+)和c(OH-)从1×10-7mol/L增大到1×10-6mol/L(pH变为6)。
②加入活泼金属
向纯水中加入活泼金属，如金属钠，由于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。
③加入易水解的盐
由于盐的离子结合H+或OH-而促进水的电离，使水的电离程度增大。温度不变时，KW不变。
④电解
如用惰性电极电解NaCl溶液、CuSO4溶液等。
（2）抑制水电离的因素：
①降低温度。
②加入酸、碱、强酸酸式盐。
向纯水中加酸和强酸酸式盐（NaHSO4）能电离出H+、碱能电离出OH-，平衡向左移动，水的电离程度变小，但KW不变。
练习：影响水的电离平衡的因素可归纳如下：
H2O H++OH-
平衡移
动方向 电离
程度 c(H+)与c(OH-)的相对大小 溶液的
酸碱性 离子积
KW
加热 向右 增大 c(H+)=c(OH-) 中性 增大
降温 向左 减小 c(H+)=c(OH-) 中性 减小
加酸 向左 减小 c(H+)>c(OH-) 酸性 不变
加碱 向左 减小 c(H+) 加能结合 H+的物质 向右 增大 c(H+) 加能结合 OH-的物质 向右 增大 c(H+)>c(OH-) 酸性 不变 1. 水的离子积 （1）概念：因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O)几乎不变，因此c（H2O）可视为常数，则在一定温度时，c(H+)与c(OH-)=K电离c(H2O)的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。 KW=c(H+)·c(OH-)，25℃时，KW=1×10-14(无单位)。 注意： ①KW只受温度影响，水的电离吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，KW增大。与c(H+)、c(OH-)无关. 25℃时KW=1×10-14，100℃时KW约为1×10-12。 变化 条件 ②水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他稀溶液。不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液，只要温度不变，KW就不变。 ③在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。由水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-) 4.水电离的离子浓度计算 酸：C(OH—) 溶液= C(OH—)水 碱：C(H+)溶液= C(H+)水 盐：酸性 C(H+)溶液= C(H+)水 碱性 C(OH—) 溶液= C(OH—)水 知识点二溶液的酸碱性与pH 1、溶液酸碱性的判断 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： 判据1 在25℃时的溶液中： c(H＋)>1×10－7 mol/L 溶液呈酸性 c(H＋)＝1×10－7 mol/L 溶液呈中性 c(H＋)<1×10－7 mol/L 溶液呈碱性 常温下，c(H＋)>10－7 mol/L时，溶液呈酸性，且c(H＋)越大，酸性越强；c(OH－)越大，碱性越强。 判据2 在25℃时的溶液中： pH<7 溶液呈酸性 pH＝7 溶液呈中性 pH>7 溶液呈碱性 判据3 在任意温度下的溶液中： c(H＋)>c(OH－) 溶液呈酸性 c(H＋)＝c(OH－) 溶液呈中性 c(H＋) 注意 用pH判断溶液酸碱性时，要注意条件，即温度。不能简单地认为pH等于7的溶液一定为中性，如100℃时，pH＝6为中性，pH<6才显酸性，pH>6显碱性，所以使用pH时需注明温度，若未注明温度，一般认为是常温，就以pH＝7为中性。 2、溶液的pH 对于稀溶液来说，化学上常采用pH来表示喜荣归也酸碱性的强弱。 ⑴概念：表示方法 pH=-lgc(H+) c(H+)=10-pH ⑵溶液的酸碱性与pH的关系(常温时) ①中性溶液：c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1，pH=7。 ②酸性溶液：c(H+)>1×10-7mol·L-1>c(OH-), pH<7，酸性越强，pH越小。 ③碱性溶液：c(H+)<1×10-7mol·L-1>c(OH-), pH>7，碱性越强，pH越大。 ⑶pH的适用范围 c(H+)的大小范围为：1.0×10-14mol·L-1 当c(H+)≥1mol·L-1或c(OH-)≥1mol·L-1时，用物质的量浓度直接表示更方便。 （4）物理意义：pH越大，溶液的碱性越强；反之，溶液的酸性越强。pH每增大一个单位c（H+）减小至原来的1/10，c(OH-)变为原来的10倍。 3、溶液pH的测定方法 ①酸碱指示剂法：只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。 指示剂 甲基橙 石蕊 酚酞 变色范围pH 3.1～4.4 5.0～8.0 8.2～10.0 溶液颜色 红→橙→黄 红→紫→蓝 无色→浅红→红 ②pH试纸法：粗略测定溶液的pH。 pH试纸的使用方法：取一小块pH试纸放在玻璃片(或表面皿)上，用洁净的玻璃棒蘸取待测液滴在试纸的中部，随即(30s内)与标准比色卡比色对照，确定溶液的pH。 测定溶液pH时，pH试剂不能用蒸馏水润湿(否则相当于将溶液稀释，使非中性溶液的pH测定产生误差)；不能将pH试纸伸入待测试液中，以免污染试剂。pH一般为整数。 标准比色卡的颜色按pH从小到大依次是：红 (酸性)，蓝 (碱性)。 ③pH计法：通过仪器pH计（也叫酸度计）精确测定溶液pH。 知识点三 有关溶液pH的计算 有关pH的计算 基本原则： 一看常温，二看强弱（无强无弱，无法判断），三看浓度（pH or c） 酸性先算c(H+)，碱性先算c(OH—) 1.单一溶液的pH计算 ①由强酸强碱浓度求pH。在25℃ 强酸溶液(HnA)，其物质的量浓度为c mol/L，则：c(H＋)＝nc mol/L，pH＝－lgc(H＋)＝－lgnc； 强碱溶液[B(OH)n]，其物质的量浓度为c mol/L，则c(OH－)＝nc mol/L，c(H＋)＝1.0×10－14nc mol/L， pH＝－lgc(H＋)＝14＋lgnc。 ②已知pH求强酸强碱浓度 2.加水稀释计算 ①强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n。 ②弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH ③强碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH=b-n。 ④弱碱pH=b，加水稀释10n倍，则pH>b-n。 ⑤酸、碱溶液无限稀释时，pH只能约等于或接近于7，酸的pH不能大于7，碱的pH不能小于7。 ⑥对于浓度（或pH）相同的强酸和弱酸，稀释相同倍数，强酸的pH变化幅度大。 3.酸碱混合计算 （1）两种强酸混合 c(H+)混= 注意：当二者pH差值≥2[c(H+)]相差100倍以上时，等体积混合时可用近似规律计算，pH混≈pH小+0.3. （2）两种强碱混合 c(OH-)混= 注意：当二者pH差值≥2[c(OH-)]相差100倍以上时，等体积混合时可用近似规律计算，pH混≈pH小-0.3. （3）强酸、强碱混合， ①强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，pH=7. ②酸过量： 先求c(H＋)余＝c(H＋)·V(酸)－c(OH－)·V(碱)V(酸)＋V(碱)，再求pH。 ③碱过量： 先求c(OH－)余＝c(OH－)·V(碱)－c(H＋)·V(酸)V(酸)＋V(碱)，再求c(H＋)＝KWc(OH－)，然后求pH。 （4）酸碱中和反应后溶液pH的判断： ①当酸与碱pH之和为14，等体积混合后（常温下） 若为强酸与强碱，混合后pH=7 若为强酸与弱碱，混合后pH>7 若为弱酸与强碱，混合后pH<7 规律：谁弱谁过量，谁弱显谁性。 212211VVV)c(HV)c(H212211VVV)c(OHV)c(OH② 等体积强酸（pH1）和强碱（pH2）混合呈中性时，二者的体积关系有如下规律： a. 若pH1+pH2=14，则V酸=V碱 b. 若pH1+pH2≠14，则14-pH2pH110VV碱酸 知识点四 pH的应用酸碱中和滴定 1.概念：用已知物质的量的浓度的酸或碱（标准溶液）来测定未知物质的量浓度的碱或酸（待测溶液或未知溶液）的方法叫做酸碱中和滴定。 2.原理：根据酸碱中和反应的实质是： H++OH-=H2O 在滴定达到终点(即酸碱恰好反应)时： 有n(H+)=n(OH-) 即 c酸 V酸=c碱V碱 例：用0.1230mol/L的NaOH溶液滴定25.00mL未知浓度的硫酸溶液，滴定完成时用去NaOH溶液27.84mL。计算待测硫酸溶液的物质的量浓度。 3.滴定的关键 ①准确测定参加反应的两种溶液的体积 ②准确判断完全中和反应终点 4、酸碱中和滴定指示剂的选择 ⑴原则：①终点时，指示剂的颜色变化明显、灵敏②变色范围与终点pH接近 ⑵酸碱指示剂： 常用指示剂及变色范围 指示剂 对应溶液的颜色 变色范围： 甲基橙 橙色 红3.1橙4.4黄 酚酞 无色 无8浅红10红 石蕊 紫色 红5 紫 8蓝 ①强酸强碱间的滴定：酚酞溶液、甲基橙 ②强酸滴定弱碱：酸性选用甲基橙作指示剂 ③强碱滴定弱酸：碱性选用酚酞作指示剂 5、中和滴定仪器的特点和使用方法 ⑴需用的仪器及用途 酸(碱)式滴定管：用来滴定和准确量取液体体积；锥形瓶：反应器。 铁架台、滴定管夹、烧杯、（白纸） ⑵酸(碱)式滴定管 ①结构特点： a.酸式 玻璃活塞 盛酸性溶液、强氧化性试剂 碱式 橡皮管玻璃球 盛碱性溶液 b.零刻度在上方，最大刻度在下，最小刻度0.1mL，精确度0.01 mL ②规格：25ml 50ml等 ③用途：中和滴定（精确测定）；精确量取溶液的体积（两次读数差） ④使用注意： a.先检查是否漏水，再用蒸馏水洗涤，最后用待盛溶液润洗。 b.酸式滴定管：中指内扣，防活塞拉出 c.碱式滴定管：拇指和食指挤压玻璃球上部的橡皮 4、中和滴定的基本操作和步骤 操作过程： （1） 查漏 （2） 洗涤 （3） 润洗 （4） 灌液 （5） 赶气泡 （6） 调节液面 （7） 滴定 （8）数据记录 （9） 复滴 （10） 计算 ⑴准备 ①查漏：检查两滴定管是否漏水、堵塞和 活塞转动是否灵活；