第七章

水溶液中的离子平衡

第2讲 水的电离和溶液的酸碱性

1 .理解水的电离平衡及影响因素，掌握 水的离子积常数及溶液pH的意义。 2 .掌握 c(H + ) 、 pH 与溶液的酸碱性的关 系。 3.了解指示剂的变色范围，学会pH试纸 的使用方法。 4.掌握溶液pH的有关计算。

一、水的电离H2O + H2O [定性讨论]

+

+

H3O+ + OH- 简写： H2O

H+ + OH-

纯水的组成微粒有哪些？ H2O、H+、OH 作为弱电解质，水的电离平衡受哪些外界因素影响？ 温度、离子浓度(H+、OH-)等影响 思考1:纯水中c(H+)与c(OH-)大小有何关系？ 由水电离出的H+、OH-的物质的量相等 思考2:在25℃下， c(H+) 、 c(OH-)等于多少? 说明水的电离程度如何？ 25℃时，水电离出来的 c(H+) = c(OH-)=10-7mol/L水是一种极弱的电解质(通常的电流表无法检验其中离子)

一、水的电离1.水是一种极弱的电解质，能微弱的电离:例、水是一种极弱的电解质，在室温下,平均每n个分子只有1个分子发生电离， 室温下 1L(55.6mol)水中电离的只有10—7mol 则n值是： 7= n 1000/18:10 55.6 :10—7 = n :1 A、10-14 B、55.6— × 107 :1 C、107 D、55.6

平衡常数：K 电离=

c(H+)×c(OH-) c(H2O)

25℃ 时纯水KW = c(H+) . c(OH-) =10—14 ——水的离子积常数 简称水的离子积。 思考:含有H+的溶液一定是酸，含OH-的溶液一定是碱吗？ 任何酸中只含H+任何碱中只含OH-吗? 结论: 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。 任何水溶液中都存在Kw=c(H+) . c(OH-) (Kw 25℃ =10-14 )

水的离子积常数

讨论：分析下表中的数据有何规律，并解释之温 度 Kw 0℃ 1.34×10-15 20℃ 6.81×10-15 25℃ 1.01×10-14 50℃ 5.47×10-14 100℃ 5.50×10-13

2)影响KW的因素KW只与温度有关(与浓度无关):温度升高， KW值增大 如：KW25℃=10-14 KW100℃=10-12

温度不变,加入溶质对水的电离平衡及KW的影响。 讨论： 对常温下的纯水进行下列操作，完成下表：水的电离平 酸碱性 衡移动方向

C(H+) ↑ ↑ ↓ ↓ ↓ ↓

C(H+) 与C(OH-) C(OH-) 大小关系 ↑ ↓ ↑ ↑ ↑ ↓ = > < < < < =

Kw变化 ↑ 不变 不变 不变 不变 不变 不变

加 热加HCl 加NaOH 加Na 加NaAc 加NH4Cl

中性 酸性 碱性 碱性 碱性 酸性 中性

→← ← → → →

加NaCl

讨论：溶液的酸碱性跟H+ 和OH-浓度有什么关系？

溶液酸碱性的判断酸性溶液 c(H+) >c(OH-),常温下c(H+) >10-7mol/L 中性溶液 c(H+) =c(OH-),常温下c(H+) =10-7mol/L

酸性溶液 c(H+) <c(OH-),常温下c(H+) <10-7mol/L

讨论：KW100℃=10-12

在100 ℃ 时，纯水中c(H+)为多少？ 100 ℃ 时某溶液c(H+) < 1×10-7mol/L是否说明100 ℃ 时该溶 液呈酸性？

不能用 c(H+)等于多少来判断溶液酸、碱性

, 只能通过两者相对大小比较

练习: 下列说法正确的是： B A、 c(H+) >10-7mol/L的溶液一定是酸溶液 B、投入一小块金属钠可以使水中c(H+) <c(OH-) C、在40℃时，c(H+) =10-7mol/L的溶液呈中性 D、煮沸后可使水中c(H+) >c(OH-

利用Kw的定量计算1.求溶液中的c(H+)或c(OH-) 1)判断正误：

1)任何水溶液中都存在水的电离平衡。 √ 2)任何水溶液中(不论酸、碱或中性) 都存在Kw=10-14 。 × 3)某温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L,则该溶液一定是纯水。 ×2)0.01mol/L盐酸溶液中。 c(H+)、 c(OH-)分别为多少？ c(H+) = 0.01mol/L c(OH-) = KW / c(H+) = 10-12 mol/L

3)0.01mol/L NaOH溶液中. c(H+) 、 c(OH-)分别为多少？c(OH-) = 0.01mol/L c(H+) = KW / c(OH-) = 10-12 mol/L

3)25℃:A、B、C 三种溶液，其中A中c(H+) = 10—3mol/L ,B中 c(OH-) = 5 10—7mol/L,C中c(H+) / c(OH-) = 106,则三种 溶液的酸性强弱顺序如何？ A> C > B B中c(H+) = KW / c(OH-) =2 10—8mol/L C中c(H+) = 10—.4mol/L

4) 25℃、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中c(H+)由大到小的排列 顺序：①氨水 ②NaOH ③盐酸 ④醋酸③>④>①>②

2.求c(H+) H2O或c(OH-) H2O 思考讨论 1)0.01mol/L盐酸溶液中。由水电离出的c(H+) H2O、 c(OH-) H2O分 别是多少？点拨：溶液中的H+有两个来源：酸电离与水电离；OH-只有一个来源：水电离，且水 电离出的H+与OH-浓度相等。

解：已知 c(H+)=10-2 mol/L ,由Kw求得c(OH-)=10-12 mol/L = c(OH-) H2O= c(H+) H2O

2)0.01mol/L NaOH溶液中。由水电离出的c(H+) H2O、 c(OH-) H2O 分别是多少？点拨：溶液中的OH-有两个来源：碱电离与水电离；H+只有一个来源：水电离，且水 电离出的OH+与H-浓度相等。 解：已知 c(OH-)=10-2 mol/L ,由Kw求得c(H+)=10-12 mol/L = c(H+) H2O = c(OH-) H2O

计算 1、某溶液中由水电离产生的c(H+) H2O= 10-12 mol/L ,则该 溶液呈酸性还是碱性？并求算该溶液中 c(H+)的可能值 ？ 解答： c(H+) H2O= c(OH-) H2O= 10-12 mol/L若c(H+) aq= c(H+) H2O= 10-12 mol/L 则 c(OH-) 液显碱性aq=

10-2 mol/L 溶

若c(OH-) aq= c(OH-) H2O= 10-12 mol/L 则 c(H+) aq= 10-2 mol/L 溶 液显酸性

2、浓度均为0.1mol/L的下列溶液中由水电离出的c(H+) ②醋酸溶液 ③硫酸溶液 H2O大小关系为：①盐酸 ④氢氧化钠溶液 ② > ① =④ > ③