【选修四】水的电离和溶液的酸碱性学习指导

【教材讲析】
一、水的电离
　　水是极弱的电解质，发生微弱的电离，水分子电离示意图：
　　　　　　　　　　　　

1、水的电离：
　　H₂O + H₂O H₃O^＋+OH^-
　　简写：H₂O H^＋+OH^-
　　实验测定：25℃ c(H^＋)= c(OH^－)=1×10^－7mol/L
　　100℃ c(H^＋)= c(OH^－)= 1×10^－6mol/L

2、水的离子积：
　　25℃ K _W= c(H^＋)· c(OH^－)=1.0×10^－14。
　　说明：
　　(1)Kw只与温度有关，温度越高Kw越大。因水的电离是吸热过程，升高温度Kw将增大，100℃时，c(H⁺)=c(OH^-)=1×10^-6mol/L，Kw=c(H⁺)·c(OH^-)=1×10^-12。
　　(2)Kw不仅适用于纯水，也适用于酸，碱，盐的稀溶液。
　　酸性溶液：
　　
　　碱性溶液：
　　
　　(3)纯水中水的电离度a_H2O%=×100%=1.8×10^-7%。
　　(4)任何水溶液中，水所电离而生成的c(H⁺)_H2O=c(OH^—)_H2O

3、影响水的电离平衡的因素
　　(1)温度：温度升高，水的电离度增大，水的电离平衡向电离方向移动，离子浓度增大。
　　(2)酸、碱：在纯水中加入酸或碱，抑制H₂O的电离，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，Kw不变，α_H2O变小；c(H⁺)发生改变，pH也随之改变；若向水中加入酸，则c(H⁺)增大，c(OH^—)变小，pH变小
　　(3)其他因素：如向水中加入活泼的金属，由于与水电离出的H⁺直接作用，因而促进了水的电离平衡向电离的方向移动。

二、溶液的酸碱性与pH
1、溶液的酸碱性
　　稀溶液中25℃： Kw = c(H^＋)·c(OH^－)=1×10^-14
　　常温下：
　　中性溶液：c(H^＋)=c(OH^－)=1×10^－7mol/L
　　酸性溶液：c(H^＋)＞ c(OH^－)，c(H^＋)＞1×10^－7mol/L
　　以0.1mol/L HCl为例，由于酸电离出H⁺能使H₂OH⁺+OH^-平衡向左移动，即抑制了水的电离，溶液中H⁺由两部分组成，一部分为酸提供，另一部分为H₂O提供，水电离提供的c(H⁺)远小于酸提供的c(H⁺)，故可忽略，溶液中H⁺全部看作酸提供，故c(H⁺)_溶液=0.1mol/L，但溶液中OH^-全部为H₂O电离产生，c(OH^—)_溶液= c(OH^—)_H2O，水电离产生 c(H⁺)和c(OH^—)始终相等，因此有c(OH^—)_溶液=c(OH^—)_H2O = c(H⁺)_H2O==1×10^-13，H₂O的电离度a_H2O%=×100%=1.8×10^-13%，酸溶液中水的电离度比纯水中水的电离度小。
　　碱性溶液：c(H^＋)＜ c(OH^－)，c(H^＋)＜1×10^－7mol/L c(OH^－)＞1×10^－7mol/L分析过程类似于强酸溶液，0.1mol/LNaOH溶液中，
　　c(OH^—)_溶液=0.1mol/L
　　c(H⁺)_溶液= c(H⁺)_H2O= c(OH^—)_H2O=1×10^-13mol/L，
　　a_H2O%=1.8×10^-13%。

2、pH
　　⑴定义：pH=－lg[c(H^＋)]
　　溶液的酸性越强，其pH越小；溶液的碱性越强，其pH越大。

3、溶液中酸碱性的判断
　　判断溶液的酸碱性一般有两种方法，例如：
　　方法一 方法二
　　中性溶液 c(H⁺) = c(OH^—) PH=7
　　酸性溶液 c(H

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