1、第第 1 节节 水溶液水溶液 第第1课时课时 水的电离水的电离 电解质在水溶液中的电解质在水溶液中的 存在形态存在形态 学业要求 素养对接 1.认识水的电离，了解水的离子积常数。 2.认识弱电解质在水溶液中存在电离平 衡。 1.平衡思想：弱电解质存在电离平衡。 2.微观探析：纯水能导电，存在电离平 衡。 知 识 梳 理 知识点一、水的电离和 Kw 1.水的电离 (1)电离方程式：H2OH OH。 (2)电离特点：微弱，可逆过程。 2.水的离子积常数 (1)水的电离平衡常数表达式为 KH OH H2O 。 (2)水的离子积常数表达式为 KwH OH 。 (3)Kw的影响因素 25 时：Kw1.0
2、10 14_mol2 L2。 水的电离是吸热的可逆过程，故温度升高，Kw增大。 水的离子积常数只受温度的影响，与H 、OH的变化无关。 知识点二、电解质在水溶液中的存在形态 1.强电解质和弱电解质区别 强电解质 弱电解质 定义 在稀的水溶液中完全电离的电解 质 在水溶液中部分电离的电解质 化合物类型 强酸、强碱、大多数盐、活泼金 属氧化物 弱酸、弱碱、水、两性氢氧化物 电离程度 完全 不完全(部分) 电离过程 不可逆 可逆 存在形态 离子 离子和化合物分子 电离方程式 HCl：HCl_=H Cl CH3COOH： CH3COOHCH3COO H 2.溶剂化作用 溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作
3、用。 电解质溶于水后形成的离子或分子实际 以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。 自 我 检 测 1.判断正误，正确的打“”，错误的打“” (1)Kw的表达式为H OH H2O () (2)100 的水中，Kw110 14 mol2 L2() (3)25 稀 H2SO4中，Kw110 14 mol2 L2() (4)Kw随温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应() (5)一定温度下，向纯水中加入 NaOH，由于 NaOH 电离出的 OH 抑制 H 2O 的电 离，故 Kw减小() (6) 纯水加热时，H 和OH均增大() 2.下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是 ( ) A.强电解质都是离
4、子化合物，弱电解质都是共价化合物 B.强电解质都是可溶性化合物，如 CH3COOH；弱电解质都是难溶性化合物，如 BaCO3 C.强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离 D.弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱 解析 判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其在水 中的溶解度、水溶液浓度的大小及水溶液导电能力的强弱无关。有的共价化合物 如 HCl 是强电解质，A 错误；强、弱电解质与溶解性无关，B 错误；弱电解质在 水溶液中部分电离，强电解质液态不一定电离，如液态 HCl 不电离，C 错误；在 一定温度下，溶液中的离子浓度越大，溶液的导电能力越强，弱电解质溶
5、液中离 子的浓度不一定比强电解质溶液中离子的浓度小，D 正确。 答案 D 3.现有如下物质：NH3 NH4Cl Ba(OH)2 氨水 SO2 BaCO3 H2S KHSO4 NaHCO3 Cl2。请用物质的序号填写下列空白： (1)属于电解质的有_。 (2)属于强电解质的有_。 (3)属于弱电解质的有_。 解析 在水溶液中，电解质必须自身能发生电离，SO2、NH3是非电解质；在水 溶液中能全部电离的电解质是强电解质， 包括强酸、 强碱、 大多数盐， 如 NH4Cl、 Ba(OH)2、BaCO3、KHSO4、NaHCO3；弱酸、弱碱、水及少部分盐是弱电解质， 如 H2S；氨水属于混合物，Cl2属
6、于单质，二者既不是电解质也不是非电解质。 答案 (1) (2) (3) 学习任务一、影响水电离平衡的因素 【交流研讨】 水是弱电解质，存在着电离平衡 H2OH OH，水的离子积常数表达式 为 KwH OH，在不同温度下的离子积常数如下表： 温度 25 55 80 100 离子积常数 1.010 14 7.310 14 2.510 13 5.510 13 由此表中的数据你能得到什么结论呢？水的电离平衡受到哪些因素的影响呢？ 提示 温度升高，水的电离程度增大；水的电离平衡受温度，酸、碱、盐等影响。 【名师点拨】 1.外界条件对水电离平衡的影响 影响条件 水的电离平衡移动 影响结果 方向 原因 Kw
7、 变化 H 变化 OH 变化 H 与 OH 关系 温度 升温 右移 水的电离过程 吸热 增大 增大 增大 H OH 降温 左移 减小 减小 减小 H OH 外加 酸碱 加入酸 左移 增大H 不变 增大 减小 H OH 加入碱 左移 增大OH 不变 减小 增大 H OH 外加活 泼金属 加入钠 右移 金属消耗水 电离出的 H 不变 减小 增大 H 0，下 列叙述正确的是( ) A.向水中加入少量固体硫酸氢钠，H 增大，K w不变 B.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，OH 降低 C.向水中加入少量固体钠，平衡逆向移动，H 降低 D.将水加热，Kw增大，OH 不变 解析 向水中加入固体 NaHSO4
8、，NaHSO4溶于水后电离出 H ，H增大，K w 不变；向水中加入稀氨水，增大了OH ，平衡逆向移动，但OH增大；加入 Na，Na 能与水电离出的 H 反应产生 H 2，使水的电离平衡正向移动，H 降低， OH 增大；将水加热，H、OH均增大，所以 K w增大。 答案 A 变式训练 1 下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是( ) A.因为水的离子积常数的表达式是 KwH OH， 所以 K w随溶液中H 和OH 的变化而变化 B.水的离子积 Kw与水的电离平衡常数 K电离是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化 D.水的离子积常数 Kw与水的电离平衡常数 K
9、电离是两个没有任何关系的物理量 解析 水的离子积常数 KwK电离H2O。一定温度下 K电离和H2O都是不变的常 数，所以 Kw仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是 KwH OH， 但是只要温度一定，Kw就是不变的常数。溶液中 H 的浓度变大，OH的浓度就 变小，反之亦然。 答案 C 学习任务二、强弱电解质比较 【合作交流】 1.导电能力强的电解质溶液中的溶质一定是强电解质吗？ 提示 不一定。电解质溶液的导电能力与电解质的强弱没有必然联系，溶液的导 电能力主要取决于离子的浓度及离子所带电荷总数。 如果强电解质溶液的浓度很 小， 而弱电解质溶液的浓度很大，则弱电解质溶液中自由移动离子的浓度相
10、对于 强电解质溶液中的可能更大，其导电能力就可能比强电解质溶液的导电能力强。 2.BaSO4难溶于水，所以是弱电解质，CH3COOH 极易溶于水，所以是强电解质， 这种说法对吗？ 提示 不对， 电解质的强、 弱与其溶解性无关。 某些难溶(或微溶)的盐， 如 BaSO4、 CaSO4等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分是完全电离的，它们仍属于强电 解质。有些物质极易溶于水，但只有部分电离，属于弱电解质，如 CH3COOH。 【名师点拨】 强电解质 弱电解质 定义 溶于水后(或在熔融状态 下)完全电离的电解质 溶于水后只有部分电离的 电解质 化合物类型 离子化合物及具有强极性 键的共价化合物(除
11、HF) 某些具有弱极性键的共价 化合物 电离程度 全部电离 部分电离 电离过程 不可逆过程 可逆过程，存在电离平衡 溶液中存在 微粒(水分 子不计) 只有电离出的阴、 阳离子， 不存在电解质分子 既有电离出的阴、 阳离子， 又有电解质分子 实例 绝大多数的盐(包括难溶 性盐)； 强酸： H2SO4、 HCl、 HClO4、 HBr、HI 等； 强碱：Ba(OH)2、 Ca(OH)2、NaOH、KOH 等 部分碱性氧化物：Na2O、 CaO 等 弱酸：H2CO3、 CH3COOH、H2S、 HF、HClO 等； 弱碱： NH3 H2O、 Cu(OH)2、 Fe(OH)3等 水及个别盐 电离方程式
12、 KNO3=K NO 3 H2SO4=2H SO2 4 用“=” 连接 CH3COOHH CH3COO NH3 H2ONH 4 OH 用“”连接 【特别提醒】 (1)电解质的强、弱与其溶解度无关。难溶的盐如(AgCl、CaCO3 等)，溶于水的部分能完全电离，是强电解质。易溶的如 CH3COOH 在溶液中电 离程度小，是弱电解质。 (2)CO2、SO2、NH3等物质溶于水能导电，但因为溶于水后生成 H2CO3、H2SO3、 NH3 H2O 等电解质导电，不是本身电离出离子，故应为非电解质。 【典例 2】 现有硫酸铜晶体、碳酸钙固体、纯磷酸、硫化氢、三氧 化硫、金属镁、石墨、固态苛性钾、氨水、熟
13、石灰固体，其中 (1)属于强电解质的是_(填序号，下同)； (2)属于弱电解质的是_； (3)属于非电解质的是_； (4)既不是电解质，又不是非电解质的是_； (5)能导电的是_。 解析 (1)强电解质是溶于水全部电离的电解质，是强电解质； (2)是溶于水部分电离的电解质，属弱电解质； (3)属于化合物，它的水溶液虽然导电，但并不是它自身电离使溶液导电，所 以是非电解质； (4)都是单质，是混合物，既不是电解质也不是非电解质； (5)中均有能够自由移动的电子，中有自由移动的离子，都能导电，其他 物质都没有自由移动的电子或离子，所以不导电。 答案 (1) (2) (3) (4) (5) 变式训练
14、 2 下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( ) A.强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物 B.强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物 C.强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子 D.强电解质的导电能力强，弱电解质的导电能力弱 解析 选项 A 中，可举出 HCl、HNO3是强电解质来加以否定；选项 B 中，可举 出 BaSO4、CaCO3为强电解质(尽管它们难溶于水，但它们溶于水的部分是完全 电离的)来加以否定；选项 D 中，若强电解质溶液的浓度很小时，其导电能力也 会很弱，从而否定之；仅有选项 C 的说法是正确的，因强电解质在水溶液中完 全电离为离子
15、，不存在溶质分子，而弱电解质在水溶液中只能部分电离，溶液中 还存在溶质分子。 答案 C 1.下列说法正确的是( ) A.水的电离方程式：H2O=H OH B.升高温度，水的电离程度增大 C.在 NaOH 溶液中没有 H D.在 HCl 溶液中没有 OH 解析 水是极弱电解质，只有少部分电离，应用“”表示，故 A 错；水 的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B 正确；在 NaOH 溶液中OH H， 在 HCl 溶液中OHH， 在酸、 碱溶液中都存在 H和 OH， 所以 C、 D 项错误。 答案 B 2.(1) 0.1 mol L 1 的盐酸加水稀释时，水的电离平衡向_方向移动。 (2)2
16、5 时，0.1 mol L 1 的盐酸中，H _mol L 1 ，OH _mol L 1，水电离出来的H_mol L1。 (3)某温度下测得纯水中H 2107 mol L1，则此时OH_；该温 度下向纯水中加盐酸使H 5106 mol L1，则此时OH_。 (4)在 25 时，某稀溶液中由水电离产生的H 为 1.01013 mol L1，下列 有关该溶液的叙述正确的是_。 A.该溶液可能呈酸性 B.该溶液一定呈碱性 C.该溶液的H 一定是 0.1 mol L1 D.该溶液的OH 不可能为 0.1 mol L1 解析 (1) 盐酸加水稀释时，溶液中H 减小，对水电离的抑制作用减弱，水的 电离平衡
17、向电离方向移动。(2)加入盐酸，抑制水的电离，水电离出的H 可忽 略不计，溶液中H 0.1 mol L1 ，溶液中的OH1.010 14mol2 L2 0.1 mol L 1 1.010 13 mol L1，水电离出来的H溶液中的OH1.01013 mol L 1。 (3)纯水中H OH，则OH2107 mol L1；由于该温度下HOH 210 7 mol L1， 则 K w410 14 mol2 L2， 加入盐酸后， OH410 14 510 6 mol L 18109 mol L1。(4)由水电离产生的H1.01013 mol L1，水 的电离平衡受到抑制，有两种情况，该溶液可能显酸性，
18、H 0.1 mol L1， 该溶液可能显碱性，OH 0.1 mol L1，故 A 正确。 答案 (1) 电离 (2)0.1 1.010 13 1.01013 (3)210 7 mol L1 8109 mol L1 (4)A 3.一定温度下，测得纯水中OH 2.5107 mol L1，则H为( ) A.2.510 7 mol L1 B.1.010 7 mol L1 C.110 14 210 7 mol L 1 D.无法确定H 解析 无论在什么情况下纯水中一定存在H OH。 答案 A 4.下列关于电解质的叙述中，正确的是( ) 碳酸钙在水中溶解度很小， 所以碳酸钙是弱电解质 碳酸钙在水中的溶解度
19、很小， 但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质 氯气和氨气的水 溶液导电性都很好，所以它们是强电解质 水难电离，纯水几乎不导电，所以 水是弱电解质 A. B. C. D. 解析 电解质的电离与其溶解性无关， 某些难溶(或微溶)的盐， 如 BaSO4、 CaCO3 等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，则属于强电解质；导电性取 决于离子所带的电荷数及离子浓度， 氨气溶于水生成的 NH3 H2O 发生微弱电离， NH3 H2O 属于弱电解质，水属于弱电解质。 答案 D 课时作业 基 础 练 1.纯水在 25 和 80 时的H 前后两个量的大小关系是( ) A.大于 B.等于 C.小
20、于 D.不能确定 解析 温度升高，水的电离平衡正向移动，H 增大。答案选 C。 答案 C 2.如果 25 时，Kw1.010 14mol2 L2，T 时，K w1.010 12mol2 L2。这 说明( ) A.T 时的电离常数较大 B.前者的H 较后者大 C.水的电离过程是一个放热过程 D.Kw和 K电离无直接关系 解析 由 Kw导出过程可知，Kw和 K电离是有直接关系的两个量 KwK电离H2O。 答案 A 3.水的电离过程为 H2OH OH，在 25 时，水的离子积 K w1.010 14mol2 L2，在 35 时，水的离子积 K w(35 )2.110 14mol2 L2，则下列叙 述
21、正确的是( ) A.H 随着温度的升高而降低 B.35 时，H ”、“”或“”。 25 时，0.5 mol L 1CH 3COOH 溶液中由水电离出的H _0.5 mol L 1 盐酸中由水电离出的H 。 25 时，0.5 mol L 1 盐酸中由水电离出的H _0.5 mol L1 硫酸中由 水电离出的H 。 25 时， 0.5 mol L 1 盐酸中由水电离出的H _0.5 mol L1NaOH 溶液 中由水电离出的H 。 (2)现有四种溶液：NaOH，H2SO4，CH3COOH，HCl，当由水电离出的 H 相 同 时 ， 以 上 四 种 溶 液 物 质 的 量 浓 度 由 大 到 小 的
22、 顺 序 是 _ _。 解析 (1)0.5 mol L 1NaOH 溶液电离出的OH0.5 mol L1，CH 3COOH 电离 出的H (2) 12. (1)与纯水的电离相似， 液氨中也存在着微弱的电离： 2NH3NH 4NH 2 据此判断以下叙述中错误的是( ) A.液氨中含有 NH3、NH 4、NH 2等微粒 B.一定温度下，液氨中NH 4NH 2是一个常数 C.液氨的电离达到平衡时NH3NH 4NH 2 D.只要不加入其他物质，液氨中NH 4NH 2 (2)完成下列化学方程式： 在液氨中投入一小块金属钠，放出气体： _ _。 类似于“H OH=H 2O”的反应：_ _。 解析 NH3分
23、子电离产生 H 和 NH 2，H 与 NH 3结合生成 NH 4，液氨电离产生 等量的 NH 4与 NH 2，一定温度下离子浓度乘积为一常数；NH 4类似于 H ，NH 2 类似于 OH 。具备上述知识后，就可顺利完成解题。 答案 (1)C (2)2Na2NH3=H22NaNH2 NH 4NH 2=2NH3或 NH4ClNaNH2=2NH3NaCl 素 养 练 13.在水的电离平衡中，H 和OH的关系如图所示： (1)A点 水 的 离 子 积 为110 14 mol2 L2 ， B点 水 的 离 子 积 为 _。 造成水的离子积变化的原因是_ _。 (2)100 时，若向溶液中滴加盐酸，能否使
24、体系处于 B 点位置？为什么？ _ _。 (3)100 时， 若盐酸中H 5104 mol L1， 则由水电离产生的H是多少？ _。 解析 (1)B 点 Kw10 6 mol L1106 mol L111012 mol2 L2，水的电离 是吸热的，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大。(2)水中加入盐酸， 溶液中H 增大，水的电离平衡向左移动，OH减小，HOH，溶液不会 处于 B 点。(3) 100 时，Kw110 12 mol2 L2，若盐酸中H5104 mol L 1，则由水电离产生的H为 11012 mol2 L2 (5104 mol L1) 210 9 mol L1。 答案 (1)
25、110 12 mol2 L2 水的电离是吸热的，温度升高，水的电离程度增 大，即离子积增大 (2)不能，在盐酸中H OH，所以不可能处于 B 点 (3)210 9 mol L1 14.某同学为探究 Kw的影响因素，做了如下探究。 (1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数。 t/ 0 10 20 25 40 50 90 100 Kw/10 14 (mol2 L2) 0.134 0.292 0.681 1.01 2.92 5.47 38.0 55.0 由此推出：随着温度的升高，Kw的值_；水的电离程度_；水的 电离平衡向_移动，水的电离过程是_过程。 (2)取三只烧杯 A、B、C，分别加入适量水，再向 B、C 烧杯中分别加入适量盐 酸和 NaOH，分析并填写下表： 纯水 加少量盐酸 加少量 NaOH H 1.010 7 mol L1 增大 OH 1.010 7 mol L1 增大 H 和OH 大小比较 H OH H _ OH H _ OH 水的电离平 衡移动方向 Kw值 1.010 14 mol2 L 2 综上所述，可得出如下结论： 温度、_、_均能影响水的电离平衡。 Kw只受_的影响，而与其他因素无关。 答案 (1)增大 增大 右 吸热 (2)(从左到右， 从上到下)减小 减小 向左 向左 1.010 14 mol2 L2 1.01014 mol2 L2 酸 碱 温度
