一. 教學內容：物質在水溶液中的行為

第1節(jié) 水溶液

二. 教學目的

1. 了解水的電離和水的離子積

2. 了解溶液的酸堿性和溶液酸堿度的表示

3. 掌握pH值的簡單計算及其與溶液酸堿性的關系

4. 掌握電解質在溶液中的存在形式

三. 教學重點、難點

溶液pH的計算

四. 分析

（一）水的電離

1. 水的電離

大量實驗證實了，水是能夠電離的，其電離方程式為：

H2O H OH-

實驗也同時表明：水很難電離 ，其平衡常數(shù)為：Kc＝[H ][OH-]/[H2O ]

2. 水的離子積常數(shù)

（1）定義：在水溶液中H 和OH- 濃度的乘積。

（2）表達式： KW=〔H 〕〔OH-〕

（3）與電離平衡常數(shù)Kc 的關系：

KW=Kc〔H2O〕

因為在一定溫度下Kc和〔H2O〕都是不變的常數(shù)，故Kw也是只與溫度有關的常數(shù)。

（4）影響因素及影響效果：

溫度：因為電離過程是吸熱的，所以溫度越高，Kw越大。

（5）特定溫度下水的離子積常數(shù)

①25℃時，Kw=1.0×10-14 mol2?L-2

②100℃時，Kw=5.5×10-13 mol2?L-2

（二）溶液的酸堿度

1. 溶液的酸堿性

（1）表示方法： H 濃度、 OH-濃度 、 pH.

（2）酸堿性強弱判斷標準：〔H 〕和〔OH-〕相對大小、pH值大小、指示劑。

酸性溶液：〔H 〕>〔OH-〕

堿性溶液：〔H 〕<〔OH-〕

中性溶液：〔H 〕=〔OH-〕

2. 有關溶液pH值的求算

（1）單一溶液

①強酸：先求出溶液的H 濃度，再通過pH=-lg〔H 〕求溶液的pH。

②強堿：先求出溶液的OH- 濃度，再通過〔H 〕=Kw/〔OH-〕求出溶液的H 濃度，最后求得pH值。

（2）溶液的沖�。◤娝峄驈妷A）

①一般沖�。�沖稀后pH ≤6的酸或pH ≥8的堿）：不要考慮水電離出的H （酸溶液中）和OH-（堿溶液中），而酸電離出的H 或堿電離出的OH-的物質的量是主體。

②無限沖�。�沖稀后pH >6的酸或pH <8的堿）:需要考慮水電離出的H 和 OH-

（3）溶液的混合（不考慮體積效應）

①強酸和強酸：〔H 〕={[H ]1?V1 [H ]2?V2}/（V1 V2）；

pH=-lg〔H 〕 。

②強堿和強堿：〔OH-〕={[OH-]1?V1 [OH-]2?V2}/（V1 V2）；

〔H 〕=Kw/〔OH-〕；

pH=-lg〔H 〕。

【規(guī)律總結】0.3規(guī)律：

pH值不同的兩強酸溶液等體積混合，混合液的pH 值比強的弱0.3；

pH值不同的兩強堿溶液等體積混合，混合液的pH值比強的弱0 高中語文.3；

③強酸和強堿：

酸過量：〔H 〕 ={[H ]酸?V酸-[OH-]堿?V堿}/（V酸 V堿）

堿過量：〔OH-〕={[OH-]堿?V堿-[H ]酸?V酸}/（V堿 V酸）

恰好中和：則溶液呈中性

（三）電解質在水溶液中的存在形態(tài)

1. 電解質、非電解質的概念和本質區(qū)別

定義

種類

本質區(qū)別

相同點

電解質

在水溶液或熔化狀態(tài)下能導電的化合物

酸、堿、鹽、金屬氧化物

兩種狀態(tài)下能否電離

均為化合物

非電解質

在水溶液或熔化狀態(tài)下都不能導電的化合物

多數(shù)有機化合物、非金屬氧化物

2. 強電解質、弱電解質的概念和本質區(qū)別

定義

種類

本質區(qū)別

相同點

強電解質

在水溶液中能完全電離的電解質

強酸、強堿和絕大多數(shù)鹽

在水溶液中能否完全電離

除水外，均為電解質中的酸、堿或鹽

弱電解質

在水溶液中只有部分電離的電解質

弱酸、弱堿和水

強酸和弱酸、強堿和弱堿的界定：

①常見的強堿：第IA族.第IIA族鈣元素以下的氫氧化物

②常見弱堿：NH3?H2O

③常見強酸：HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4、HClO3等

④常見弱酸：除③以外的常見酸

3. 電離方程式的書寫

強電解質用“=”,弱電解質用“ ”，多元弱酸要分步寫。

Fe2(SO4)3=2Fe3 3SO42－；

NaHCO3 = Na HCO3－

NH3?H2O< style='width:20.25pt;height:9pt' > NH4 OH－；

H2CO3 HCO3－ H ，HCO3－ CO32－ H

【典型例題】

例題1. 下列關于水的離子積常數(shù)的敘述中，正確的是（ ）

A. 因為水的離子積常數(shù)的表達式是KW=〔H 〕〔OH-〕，所以KW 隨溶液H 和OH- 濃度的變化而變化

B. 水的離子積常數(shù)KW與水的電離常數(shù)Kc是同一個量

C. 水的離子積常數(shù)僅僅是溫度的常數(shù)，隨溫度的變化而變化

D. 水的離子積常數(shù)KW與水的電離常數(shù)Kc是兩個沒有任何關系的物理量

解析：水的離子積常數(shù)的表達式是KW=Kc?〔H2O〕，一定溫度下 Kc 和〔H2O〕都是不變的常數(shù)，所以KW 僅僅是溫度的函數(shù)。水的離子積常數(shù)的表達式是KW=〔H 〕〔OH-〕 ，但是只要溫度一定，Kw就是不變的常數(shù)，溶液中H 濃度變大，OH-的濃度就變小，反之亦然。

答案：C

點評：本題考查水的離子積常數(shù)的“來龍去脈”。

例題2. 常溫下，下列4種溶液：① pH= 0 的鹽酸 ② 0.1mol?L-1的鹽酸 ③0.01mol?L-1的NaOH 溶液 ④pH=11的NaOH溶液.它們由水電離生成H 的物質的量濃度之比為（ ）

A. 1：10：100：1000 B. 0：1：12：11

C. 14：13：12：11 D. 14：13：2：1

解析：在鹽酸中，由水電離產(chǎn)生的〔H 〕等于溶液中的〔OH-〕 ：

① 〔H 〕=〔OH-〕= 1.0×10-14 mol?L-1

② 〔H 〕=〔OH-〕= 1.0×10-13 mol?L-1

在NaOH溶液中，由水電離產(chǎn)生的[H ]等于溶液中的〔H 〕

③ 〔H 〕=1.0×10-12 mol?L-1

④ 〔H 〕=1.0×10-11 mol?L-1

因此4種溶液中水電離出的H 的濃度之比為：

10-14：10-13：10-12：10-11=1：10：100：1000

答案：A

點評：在酸溶液中，“由水電離生成H 的濃度”等于溶液中OH-的濃度；而在堿溶液中，“由水電離生成的H ”就是溶液中的H 。

例題3. 等體積混合0.1mol?L-1的鹽酸和0.06mol?L-1的Ba（OH ）2溶液，不考慮體積效應，即認為混合溶液的體積等于進行混合的兩溶液體積之和，溶液的pH值等于（ ）

A. 2.0 B. 12.3 C. 1.7 D. 12.0

解析：該題目是酸堿混合的計算。首先要判斷哪種物質過量，鹽酸溶液的〔H 〕=0.1

mol?L-1，Ba（OH ）2溶液的〔OH-〕= 0.06 mol?L-1×2= 0.12mol?L-1 ，故堿過量。

又因為等體積混合，可求出溶液中〔OH－〕的值為：

（0.12mol?L－1－0.1mol?L－1）/2= 0.01 mol?L－1

所以，pH=－lg〔H 〕 = 14 lg〔OH－〕= 14 lg0.01= 14－2 = 12

答案：D

點評：酸堿混合求pH關鍵是判斷反應中什么物質過量，然后確定計算對象。

例題4. 能證明某物質是弱電解質的是（ ）

A. 難溶于水

B. 溶液中存在已電離的離子和未電離的分子

C. 水溶液的導電性差

D. 熔融狀態(tài)時不導電

解析：在水中能部分電離成離子的電解質才可稱為弱電解質，即電離過程達到平衡狀態(tài)時，溶液中存在已電離的離子和未電離的分子。

答案：B

點評：弱電解質是“溶于水部分電離”的物質，而非其他。

【模擬】

一. 選擇題

1. 關于溶液酸堿性的說法中，正確的是（ ）

A. [H ] 很小的溶液一定呈堿性

B. pH= 7 的溶液一定呈中性

C. 〔H 〕=〔OH-〕 的溶液一定呈中性

D. 不能使酚酞溶液變紅的溶液一定呈酸性

2. 下列說法中，正確的是（ ）

A. 向純水中加入少量鹽酸，Kw 將增大

B. 25℃時，水的離子積常數(shù)Kw=1.0×10－7 mol2?L－2

C. 100℃時，純水的〔H 〕=10－7 mol?L－1呈中性

D. 100℃時，pH= 7 的水溶液呈堿性

3. 下列物質中，只能在溶于水的條件下電離的是（ ）

A. NH3?H2O B. H2SO4 C. CuO D. NaOH

4. 下列說法中，正確的是（ ）

A. 導電強的電解質溶液一定是強電解質溶液

B. 強電解質溶液一定比弱電解質溶液的導電性強

C. 強電解質的水溶液中不存在溶質分子

D. 0.1 mol?L－1NaOH溶液比0.01mol?L－1NaOH溶液導電性強，因此前者是強電解質，后者是弱電解質。

5. pH值和體積都相等的醋酸和硫酸，分別跟足量的Na2CO3溶液反應，在相同條件下，放出CO2氣體的體積（ ）

A. 一樣多 B. 醋酸比硫酸多 C. 硫酸比醋酸多 D. 無法比較

6. 將pH= 12 的強堿溶液與pH= 3 的強酸溶液混合，所得混合液的pH= 11，則強酸與強堿的體積比為（）

A. 9：2 B. 9：1 C. 1：10 D. 2：5

7. 下列敘述中，正確的是（）

A. pH=3和pH= 4 的鹽酸各10mL混合，所得溶液的pH= 3.5

B. 一定溫度下溶液中[H ]越大，pH值也越大，溶液的酸性就越強

C. 液氯雖然不導電，但溶于水后導電情況很好，因此液氯也是強電解質

D. 當溫度不變時，在純水中加入強堿溶液不會影響水的離子積常數(shù)

8. 在一定體積的Ba(NO3)2溶液中逐滴加入pH=1 的稀硫酸，至溶液中Ba2 恰好完全沉淀，測得溶液的pH=2，則忽略混合時溶液體積的變化，H2SO4與Ba(NO3)2溶液的體積比為（）

A. 1：10 B. 1：9 C. 10：1 D. 9：1

9. 某強酸溶液的pH=A ，強堿溶液的pH= B，且A B=13,酸堿溶液混合后混合溶液的pH= 7，則酸溶液的體積V1與堿溶液的體積V2之間的正確關系（）

A. V1=102V2 B. V2=10V1 C. V1=2V2 D. V2=2V1

10. 甲乙兩溶液，已知甲溶液的pH值是乙溶液的pH值的2倍，甲溶液中[H ]一定是乙溶液中[H ]的（ ）

A. 1/2 B. 1/10 C. 1/100 D. 無法確定

二. 填空題

11. 99℃時，Kw=1×10－12 mol2?L－2，該溫度下，將100mL0.001mol?L－1NaOH 溶液加水稀釋至1L，則溶液的pH值為___________;若加水稀釋至1000L，則溶液的pH值為___________。

12. 在25℃時，有pH 為x的鹽酸和pH為y的NaOH 溶液，取Vx L該鹽酸同該NaOH溶液中和，需要Vy LNaOH 溶液。問Vx/Vy為多少？

（1）若x y=14時，Vx/Vy_____________.?v填數(shù)值?w

（2）若x y=13時，Vx/Vy_____________.?v填數(shù)值?w

（3）若x y>14時，Vx/Vy_____________?v填表達式?w,且Vx___________ Vy?v填“>”“<”或“=”?w。（題中x≤6,y≥8）

13. 室溫時，將 pH= 5的H2SO4溶液稀釋10倍，[H ]：[SO42-]=_____;將稀釋后的溶液再稀釋100倍， [H ]：[SO42-]=_____。

14. 有一種pH= 12的NA.OH 溶液100mL，要使它的pH值降到11：

（1）如果加入蒸餾水，應加___________mL。?v不考慮溶液體積效應，下同?w

（2）如果加入pH= 10的NaOH 溶液，應加___________mL。

（3）如果加入0.1mol?L-1的鹽酸，應加___________mL。

【試題答案】

一. 選擇題

1. C 2. D 3. AB 4. C 5. B

6. A 7. D 8. B 9. B 10. D

二. 填空題

11. 8；6

12. （1）1 （2）1/10 (3) 10x y－14 >

13. 2：1 ；20：1

14. （1）900 （2）1000 （3）8.91

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