高中化学知识点:水的电离和溶液的酸碱性
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课时38水的电离和溶液的酸碱性知识点一水的电离(一)水的电离平衡【考必备·清单】1.水的电离(1)水是极弱的电解质,其电离方程式为H2O+H2O⇌H3O++OH-,可简写为H2O⇌H++OH-。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。
[名师点拨]任何情况下,水电离产生的c(H+)、c(OH-)总是相等的。
2.水的离子积常数[名师点拨]K W=c(H+)·c(OH-)中的H+和OH-不一定都是由水电离出来的,而是指溶液中的c(H+)和c(OH-)。
3.水电离平衡的影响因素(1)温度:温度升高,促进水的电离;温度降低,抑制水的电离。
(2)酸、碱:抑制水的电离。
(3)能水解的盐:促进水的电离。
(4)实例(填写下表):体系变化条件移动方向K W电离程度c(OH-)c(H+)加酸逆不变减小减小增大加碱逆不变减小增大减小[名师点拨] ①给水加热,水的电离程度增大,c (H +)>10-7 mol ·L -1,pH<7,但水仍显中性。
②酸、碱能抑制水的电离,故室温下,酸、碱溶液中水电离产生c (H +)<1×10-7 mol ·L -1而能水解的盐溶液中,水电离产生的c (H +)[或c (OH -)]>1×10-7 mol ·L -1。
(二)水电离出的c 水(H +)或c 水(OH -)的计算 【考必备·清单】1.当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)在溶液中c (H +)、c (OH -)较小的数值是水电离出来的。
如下表:2.当促进水的电离时(如盐的水解)在溶液中c (H +)、c (OH -)较大的数值是水电离出来的。
如下表:【探题源·规律】[示例] 25 ℃时,在等体积的①pH =0的H 2SO 4溶液、②0.05 mol ·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH =10的Na 2S 溶液、④pH =5的NH 4NO 3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( ) A .1∶10∶1010∶109 B .1∶5∶(5×109)∶(5×108) C .1∶20∶1010∶109 D .1∶10∶104∶109[解析] H 2SO 4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na 2S 与NH 4NO 3促进水的电离。
水的电离和溶液的酸碱性【八大题型】【新高考通用】【知识点1水的电离与水的离子积常数】【知识点2溶液的酸碱性与pH 】【知识点3酸碱中和滴定】【题型1水的电离及影响因素】【题型2水的电离的相关计算】【题型3水的电离有关图像】【题型4溶液酸碱性的判断】【题型5有关pH 的简单计算】【题型6中和滴定的操作与指示剂选择】【题型7中和滴定的误差分析】【题型8滴定曲线的分析与应用】【过关测试】考点要求真题统计考情分析1.了解水的电离、离子积常数。
2.了解溶液pH 的含义及其测定方法,能进行pH 的简单计算。
3.能选择实例说明溶液pH 的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
4.理解酸碱中和滴定,能根据实验试题要求分析或处理实验数据,得出合理结论;能够分析以图像形式考查滴定曲线。
2024·安徽卷7题,3分;2024·安徽卷7题,3分;2024·山东卷10题,2分;2023湖南卷12题,4分;2022辽宁卷15题,3分;2022·浙江卷1题,2分;2022·浙江卷17题,2分2021湖北卷14题,3分;2021海南卷14题,4分;本专题试题主要结合图像考查溶液的酸碱性判断、pH 的计算,以及离子浓度的大小比较等;以酸碱中和滴定为载体,考查微粒浓度的变化。
预测2025年结合图像,考查水的电离平衡与溶液酸碱性的关系,以及pH 的相关计算等;考查氧化还原滴定、沉淀滴定等有关计算,注意滴定现象、操作、误差分析。
【思维导图】【知识点1水的电离与水的离子积常数】1.水的电离(1)水是极弱的电解质,其电离过程吸热(填“吸热”或“放热”)。
水的电离平衡常数的表达式为K=c(H+)·c(OH-)c(H2O)。
(2)影响水的电离平衡的因素①温度:温度升高,水的电离平衡向正方向移动,c(H+)和c(OH-)均增大(填“增大”“减小”或“不变”)。
②加酸或碱会抑制(填“促进”或“抑制”)水的电离。
高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为化学是一门以实验为载体的科学以研究物质的结构、变化。
小编准备了高二化学选修四第3章知识点,具体请看以下内容。
一、水溶液1、水的电离H2OH++OH-水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.010-14mol2L-2。
温度升高,有利于水的电离,KW增大。
2、溶液的酸碱度室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.010-7molL-1,pH=7酸性溶液:[H+][OH-],[H+]1.010-7molL-1,pH7碱性溶液:[H+][OH-],[OH-]1.010-7molL-1,pH73、电解质在水溶液中的存在形态(1)强电解质强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用=表示。
(2)弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(3)水解平衡的移动加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。
三、沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡与溶度积(1)概念当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。
其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)Ksp=[Pb2+][I-]2=7.110-9mol3L-3(2)溶度积Ksp的特点Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
第二节水的电离和溶液的酸碱性第一课时 水的电离1.水是极弱的电解质,其电离方程式为H 2OH ++OH -。
2.常温下,水的离子积常数K W =c (H +)·c (OH -)×10-14。
3.K W 只受温度的影响,不受溶液酸、碱性的影响,温度不变,K W 不变。
4.升高温度能促进水的电离,水的离子积常数增大。
水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为H 2O +H 2O H 3O ++OH -,简写为H 2OH ++OH -,水的电离常数K 电离=c (H +)·c (OH -)c (H 2O )。
2.影响水电离平衡的因素改变条件 水的电离 平衡 溶液中 c (H +) 溶液中 c (OH -) 升高温度 右移 增大 增大 加入酸 左移 增大 减小 加入碱 左移 减小 增大 加入活泼 金属(如Na)右移减小 增大1.[双选题]下列微粒中能影响水的电离平衡,且使水的电离平衡向左移动的是( ) A .HSO -4 B .C 2H 5OH C .Na D .[ O H]-解析:A 项HSO -4电离出H +使溶液显酸性抑制水的电离;B 项C 2H 5OH 是非电解质,对H 2O 的电离无影响;C 项金属钠使H 2O 电离平衡向右移动;D 项为OH -,抑制水的电离。
答案:AD水的离子积常数[自学教材·填要点]1.推导由精确的实验可知,25℃时,1 L纯水( mol)只有1×10-7 mol H2O电离,则c(H2O)几乎不变,可视为常数,又因为K电离为常数,所以c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)为一常数,记为K W。
2.表达式K W=c(H+)·c(OH-);25℃时,K W=×10-14。
3.影响因素水的离子积K W,只受温度的影响,温度升高,K W增大。
4.适用范围K W不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。
水的电离和pH值水是地球上最常见的物质之一,它是一种无色、无味、透明的液体。
然而,水并不是一种简单的化合物,它具有一些特殊的性质和变化过程。
其中一个重要的性质是水的电离能力,以及由此引发的pH值的测定。
本文将探讨水的电离原理和pH值的相关知识。
一、水的电离水的电离是指水分子在自然情况下,自发地分解成带正电荷的氢离子(H+)和带负电荷的氢氧根离子(OH-)。
这个过程可以用以下化学方程式来表示:H2O ↔ H+ + OH-在普通的水溶液中,水的电离程度非常小,即水分子只经过极少部分的电离。
换句话说,水溶液中大部分分子仍然是以水分子的形态存在,而只有极少部分分解为离子。
这是因为水分子本身是一个非常稳定的分子,水中的电离仅仅是一种微弱的动态平衡过程。
水的电离程度可以通过酸碱指示剂来观察和测定。
酸碱指示剂是能够根据电离程度的不同而呈现颜色变化的化合物。
例如,酚酞是一种常用的酸碱指示剂,它在酸性溶液中呈现红色,而在碱性溶液中则呈现无色或黄色。
通过酸碱指示剂的颜色变化,我们可以判断水溶液的酸碱性质。
二、pH值的测定pH值是用来衡量溶液酸碱性质的一个指标。
pH值的取值范围是0-14,其中7表示中性。
小于7的pH值表示酸性溶液,而大于7的pH值表示碱性溶液。
pH值的计算是通过负对数函数来实现的。
具体而言,pH值等于溶液中氢离子浓度的负对数。
即:pH = -log[H+]其中[H+]代表溶液中氢离子的浓度。
对于纯净水来说,由于电离程度非常小,所以[H+]会非常小,因此pH值约等于7,接近中性。
通过使用pH试纸、pH计或其他酸碱指示剂,我们可以测定溶液的pH值。
这帮助我们判断溶液的酸碱性,并据此进行相应的调节和应用。
三、水的电离与生活中的应用水的电离和pH值在生活中有着广泛的应用。
以下是一些例子:1. 水质监测:在环境保护和水资源管理中,了解水的pH值能够帮助我们评估水的酸碱性,从而判断水的适用性和处理方法。
2. 酸碱度调节:在许多化工和实验室操作中,需要控制溶液的酸碱度。
水的电离与酸碱性水是生命的基础,它在我们日常生活中扮演着重要的角色。
我们经常听说关于水的电离和酸碱性的概念,那么让我们来深入了解一下水的电离和酸碱性的原理以及它们在生活中的应用。
1. 水的电离水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。
它的化学式为H2O。
在水中,由于氧原子的电负性较高,它会吸引氢原子的电子,形成一个部分正电荷的氧离子(O^-)和两个部分负电荷的氢离子(H+)。
这个过程称为水的电离。
H2O → H+ + O^-在纯净水中,水的电离程度非常小,只有极少数的水分子会发生电离。
这表明水是一种非常弱的电解质。
但是,在存在其他溶质时,水的电离程度会增加,从而改变水的性质。
2. 酸碱性的定义酸和碱是指那些能够在水中产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH^-)的物质。
酸释放出氢离子,而碱释放出氢氧根离子。
酸的化学式通常以H开头,例如HCl、H2SO4。
而碱的化学式通常以OH结尾,例如NaOH、KOH。
酸碱的强弱可以通过它们的离解程度来判断。
离解程度越高,酸碱越强。
pH值是衡量溶液酸碱性的指标,pH值越低,酸性越强,pH值越高,碱性越强。
3. 水的自离解和pH纯净水中,水的电离作用可以达到平衡状态,即水的自离解。
在这个平衡过程中,水分子自发地产生氢离子和氢氧根离子。
H2O ⇌ H+ + OH^-由于水的自离解是一个平衡过程,所以水中H+和OH^-的浓度是相等的。
在纯净水中,[H+]和[OH^-]的浓度均为10^-7 mol/L。
由此可以得到,纯净水的pH值为7,称为中性溶液。
当[H+]的浓度大于[OH^-]时,溶液呈酸性,pH值小于7。
当[H+]的浓度小于[OH^-]时,溶液呈碱性,pH值大于7。
4. 应用水的电离和酸碱性在生活中有着广泛的应用。
以下是一些例子:4.1 肥皂和洗涤剂肥皂和洗涤剂是由碱性物质制成的。
它们的碱性能够中和皮肤表面的酸性物质,从而起到清洁的作用。
另外,肥皂和洗涤剂也可以通过中和酸性物质来去除一些特定的污渍。
第二节水的电离和溶液的pH一、水的电离(一)水的电离1、电离方程式:H2O H++OH-或H2O+H2O H3O ++OH-2、特点:(1)极难电离(2)可逆过程,吸热(3)25℃,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L(4)由水电离出的H+与OH-浓度相等,即c(H+)水=c(OH-)水3、影响因素:(1)促进:①升温②加活泼金属③加弱碱阳离子或弱酸阴离子(即能水解的盐)④电解(2)抑制:①降温②加酸或碱③加强酸酸式盐(二)水的离子积1、定义:当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个常数,称为水的离子积常数,简称水的离子积,用K w表示。
2、表达式:K w=c(H+)·c(OH-)说明:①c(H+)和c(OH-)均表示整个溶液中的H+、OH-的总物质的量浓度②K w不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液酸溶液中:K w= c(H+)酸·c(OH-)水碱溶液中:K w= c(H+)水·c(OH-)碱盐溶液中:K w= c(H+)水·c(OH-)水③不同溶液中的c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中的c(H+)水=c(OH-)水④25℃时,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,K w=1.0×10-14100℃时,水中的c(H+)=c(OH-)≈1.0×10-6mol/L,K w=1.0×10-12⑤K w有单位,其单位为mol2·L-2,因其复杂通常省略⑥K w只与温度有关,温度升高,K w增大,水更易电离二、溶液的酸碱性与pH(一)溶液酸碱性的判断:看c(H+)与c(OH-)的相对大小当c(H+)=c(OH-)时,为中性;当c(H+)>c(OH-)时,为酸性;当c(H+)<c(OH-)时,为碱性(二)酸性强弱的判断溶液中酸性的强弱:c(H+)越大,酸性越强酸的酸性强弱:看酸电离出的H+的难易,越容易电离出H+,酸性越强(三)溶液酸碱性的表示方法当c(H+)或c(OH-)大于或等于1mol/L时,用c(H+)或c(OH-)直接表示当c(H+)或c(OH-)小于1mol/L时,用pH表示(四)pH1、定义:用c(H+)的负对数来表示溶液酸碱性的强弱2、适用范围:稀溶液3、表达式:pH=-lgc(H+) 或c(H+)=1.0×10-pH mol/L4、意义:pH↑→碱性增强,pH↓→酸性增强5、pH与溶液酸碱性的关系:K W 注:在分析c(H )、pH 与溶液的酸碱性关系时,要注意溶液的温度(五)溶液酸碱性的测定方法1、用pH 试纸测定(1)pH 试纸的制作:是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,经晾干制成的,pH 试纸一般呈黄色。
高中化学知识点:水的电离和溶液的酸碱性
水的电离
1.电离方程式
水是一种极弱的电解质,其电离方程式为2H2O H3O++OH-,可简写为H2O OH-+H+。
2.几个重要数据
3.外界因素对水的电离平衡的影响
(1)温度:温度升高,促进水的电离,K w增大;温度降低,抑制水的电离,K w减小。
(2)酸、碱:抑制水的电离,K w不变。
(3)能水解的盐:促进水的电离,K w不变。
溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小。
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性
c(H+)=c(OH-),溶液呈中性
c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
2.pH
(1)定义式:pH=-lg_c(H+)。
(2)pH与溶液c(H+)的关系
①由图示关系知,pH越小,溶液的酸性越强。
②pH一般表示c(H+)<1 mol/L的稀溶液。
(3)pH测定
①用pH试纸测定
把小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
②pH计测定:可精确测定溶液的pH。
酸碱中和滴定
1.实验原理
(1)用已知浓度的酸(或碱)滴定未知浓度的碱(或酸),根据中和反应的等量关系来测定酸(或碱)的浓度。
(2)利用酸碱指示剂明显的颜色变化表示反应已完全,即反应到达终点。
指示剂变色范围的pH
石蕊<5.0红色 5.0~8.0紫色>8.0蓝色
甲基橙<3.1红色 3.1~4.4橙色>4.4黄色
酚酞<8.2无色8.2~10.0粉红色>10.0红色
2.实验用品
(1)仪器:酸式滴定管(如图A)、碱式滴定管(如图B)、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂:标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
3.实验操作(以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例)
(1)滴定前的准备 ①滴定管:查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶:注碱液→记读数→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断:等到滴入最后一滴标准液,指示剂变色,且在半分钟内不恢复原来的颜色,视为滴定终点并记录标准液的体积。
4.数据处理
按上述操作重复二至三次,求出用去标准盐酸体积的平均值,根据c (NaOH)=c (HCl )×V (HCl )V (NaOH )
计算。
1.易误诊断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等( )
(2)水的离子积常数的数值大小与温度和稀水溶液的浓度有关( )
(3)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理( )
(4)升高温度,水电离平衡右移,H +浓度增大,呈酸性( )
(5)溶液中c (H +)>10-7mol ·L -1,该溶液呈酸性( )
(6)任何温度下,利用H +和OH -浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性
( )
(7)用pH 试纸测得某溶液的pH 为3.4( )
(8)用湿润的pH 试纸测溶液的pH ,一定影响测量结果( )
(9)能使pH 试纸显红色的溶液呈酸性( )
【答案】 (1)× (2)× (3)√ (4)× (5)× (6)√
(7)×(8)×(9)√
2.(1)25 ℃,向水中加入①NaCl粉末、②NaOH固体、③Na2CO3粉末,水的电离平衡被促进的是__________,被抑制的是________,无影响的是________(用序号填写,下同);水的离子积不变的是________。
若对上述三种电解质的溶液加热,水的电离平衡被促进的有________,水的离子积增大的有________。
(2)①25 ℃时,0.1 mol·L-1的盐酸溶液中c(H+)=________mol·L-1,c(OH -)=_______mol·L-1,c(H+)H2O=________mol·L-1。
②25 ℃pH=3的NH4Cl溶液中,c(H+)=__________mol·L-1,c(OH-)=__________mol·L-1,c(H+)H2O=______mol·L-1。
(3)一支标有20 ℃、25 mL字样的滴定管,内装液体到刻度1.00 mL时,管内液体的体积是________24.00 mL(填“大于”、“小于”或“等于”)。
【答案】(1)③②①①②③①②③①②③
(2)①0.1 1.0×10-13 1.0×10-13
②1.0×10-3 1.0×10-11 1.0×10-3
(3)大于
两种式子:H2O H++OH-;
K w=c(H+)·c(OH-)
三种关系:
(1)c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性
(2)c(H+)=c(OH-),溶液呈中性
(3)c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性
滴定管使用四个步骤:查漏→洗涤→润洗→装液。
水电离平衡的影响因素及有关计算
1.外界条件对水电离的影响。