资源简介

(共51张PPT)
第1课时　水的电离
　
第三章　第二节　水的电离和溶液的pH
1．解水的电离、了解水的离子积常数。
2．认识溶液酸碱性及pH，掌握检测溶液pH方法。
3．能进行溶液pH的简单计算。
课程标准
任务　水的电离
新知构建
1.水的电离
(1)水是一种极弱的________。
(3)水的电离是____热过程。
2.水的离子积
(1)概念：一定温度下，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，记作____，叫做水的离子积常数，又称____________。
电解质
吸
Kw
水的离子积
(2)
增大
电
解质
不变
3.外界条件对水的电离平衡的影响
水的电离平衡：H2O H＋＋OH－　ΔH＞0
影响因素 移动方向 c(H＋) c(OH－) Kw
升温 向____移动 ______ ______ ______
加酸 向____移动 ______ ______ ______
加碱 向____移动 ______ ______ ______
右
增大
增大
增大
左
增大
减小
不变
左
减小
增大
不变
1.在水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)中，c(H＋)、c(OH－)都是水电离出的c(H＋)、c(OH－)吗？在酸或碱溶液中水电离出的c(H＋)与c(OH－)还相等吗？
提示：Kw＝c(H＋)·c(OH－)中，c(H＋)、c(OH－)不一定都是水电离出来的。在酸或碱溶液中水电离出的c(H＋)与c(OH－)相等。
2.若常温下，向水中加入盐酸，使c(H＋)为1×10－4 mol/L，则水电离出的c (H＋)为多少？
交流研讨
H2O
归纳总结
1.分析水的电离平衡的移动方向时，要充分利用在化学平衡中所学衡移动原理。
(1)向水中加入酸或碱，使c(H＋)或c(OH－)增大，则抑制水的电离，如向水中加入少量NaOH固体可抑制水的电离。
(2)向水中加入某种物质，若该物质能与H＋或OH－发生反应而使c(H＋)或c(OH－)减小，则促进水的电离(涉及下节的水解知识)。
归纳总结
2.理解Kw应注意的3个问题
(1)25 ℃时，Kw＝1.0×10－14，不仅适用于纯水(或其他中性溶液)，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(2)不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c水(H＋)与c水(OH－)一定相等。Kw＝c(H＋)·c(OH－)中，c(H＋)、c(OH－)均指整个溶液中所有H＋和OH－的总物质的量浓度。
(3)室温下，由水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)＜10－7 mol·L－1时，可能是加酸或加碱抑制了水的电离。　　
应用评价
1.判断正误，错误的说明其原因。
(1)升高温度，水的电离程度减小。
________________________________________________________________
(2)向水中加入少量氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低。
________________________________________________________________
(3)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有的离子浓度都减小。
________________________________________________________________
(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水电离出的H＋与OH－的总量一定相等。
________________________________________________________________
错误，水的电离是吸热反应，升高温度促进水的电离。
错误，c(OH－)增加，促使平衡逆向移动。
错误，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中c(OH－)增加。
正确。
2.在不同温度下的水溶液中c(H＋)与c(OH－)的关系如图所示。请回答下列问题：
(1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为________，曲线Ⅰ所代表的温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是______________________________________________________
_________________________________________________________。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)为_______mol·L－1。
1×10－12
高于
曲线Ⅱ所代表的水的离子积比曲线Ⅰ的小，由于水的电离过
程是吸热过程，温度越高，离子积越大，故曲线Ⅱ代表的温度低
10－10
返回
随堂演练
√
1.(2023·鞍山鞍钢高级中学高二月考)向纯水中加入少量KHSO4固体，在温度不变时，溶液中
A.c(OH－)增大 B.c(H＋)减小
硫酸氢钾是强酸的酸式盐，在水溶液中电离出氢离子、硫酸根离子和钾离子；温度不变，水的离子积常数不变，氢离子和氢氧根离子乘积不变，氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小，所以A和B均错误；温度不变，水中c(H＋)与c(OH－)的乘积不变，C错误；由上述分析可知氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小，故 增大，D正确。
水的离子积常数Kw＝K电离·c(H2O)，一定温度下K电离和c(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Kw＝c(H＋)·c(OH－)，只要温度一定，Kw是常数，溶液中H＋的浓度变大，OH－的浓度就变小，反之亦然。
√
2.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Kw＝c(H＋)·c(OH－)，所以Kw随溶液
H＋和OH－浓度的变化而变化
B.水的离子积常数Kw与水的电离常数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与水的电离常数K电离是两个没有任何关系的物理量
√
3.(2023·上海行知中学高二期中)水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是
A.图中对应点的温度关系为a>b
B.水的电离常数Kw数值大小关系为b>d
C.温度不变，加入少量NaOH可使溶液
从c点变到a点
D.纯水仅降低温度可由b点到d点
水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，电离平衡常数增大，故温度：a＜b，A错误；a、d点水的离子积常数不变，说明温度相等，a点温度小于b，所以水的离子积常数：b＞d，B正确；a、c两点温度不同，其离子积常数不同，温度不变，其离子积常数不变，所以加入少量NaOH不能使溶液从c点变到a点，C错误；水的电离是吸热反应，降低温度抑制水电离，水的离子积常数减小，纯水仅降低温度，氢离子浓度和氢氧根离子浓度均减小，则不能使b点到d点，D错误。
4.回答下列问题。
(1)某温度下纯水中的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时c(OH－)为_____________________；若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)为_____________________，由水电离产生的c(H＋)为____________________，此时温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)25 ℃。
2.0×10－7 mol·L－1
8.0×10－11 mol·L－1
8.0×10－11 mol·L－1
高于
某温度下纯水中的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，由于水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)，则此时c(OH－)为2×10－7 mol·L－1；该温度下水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝4×10－14，若温度不变，滴入稀盐酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝ mol/L＝8.0×10－11 mol/L；盐酸中的OH－只有H2O电离产生，由于水电离的c(H＋)＝c
(OH－)，则此溶液中由水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝8.0×10－11 mol/L；H2O是弱电解质，溶液中存在电离平衡，水电离过程会吸收热量，升高温度，会促进水的电离，导致水电离程度增大，Kw增大。在25 ℃时水的离子积Kw＝1.0×10－14，该温度下水的离子积Kw＝4×10－14＞1.0×10－14，因此此时温度高于25 ℃；
(2)已知水溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示，试回答下列问题：
①图中五点对应的Kw的关系是___________________。
E＝A＝D＜C＜B　
水的离子积常数Kw只与温度有关，温度相同，Kw相同，升高温度，Kw增大，则由于温度：B＞C＞A＝D＝E，所以图中五点对应的Kw的关系是E＝A＝D＜C＜B；
②若从A点到D点，可采用的措施是________(填字母)。
a.升温
b.加入少量的盐酸
c.加入少量的NaHSO4
bc
由于温度：A＝D，溶液中c(H＋): A点c(H＋)＝c(OH－)，D点：c(H＋)＞c(OH－)，溶液显酸性，所以从A点到D点，可使溶液显酸性。a.升高温度，c(H＋)＝c(OH－)，溶液显中性，不符合题意；b.加入少量的盐酸，温度不变，c(H＋)增大，导致溶液显酸性，c(H＋)＞c(OH－)，符合题意；c.NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO ，加入少量NaHSO4，c(H＋)增大，导致溶液显酸性，c(H＋)＞c(OH－)，符合题意；
弱电解质
(4)现有浓度均为0.1 mol·L－1的下列溶液：①硫酸、②醋酸、③氢氧化钠，三种溶液中由水电离出的H＋浓度由大到小的顺序是____________(填序号)。
②＞③＞①
对于0.1 mol/L的①H2SO4、②CH3COOH、③NaOH中，H2SO4是二元强酸，c(H＋)＝0.2 mol/L，CH3COOH是一元弱酸，c(H＋)＜0.1 mol/L，但大于10－7 mol/L，NaOH是一元强碱，c(OH－)＝0.1 mol/L，电解质电离产生的H＋或OH－浓度越大，对水电离抑制程度就越大，水电离产生的c(H＋)就越小。故三种溶液中水电离产生的c(H＋)：②＞③＞①。
返回
课时测评
√
题点一　水的电离及影响因素
1.下列操作可以使水的离子积常数Kw增大的是
A.通入少量氨气
B.通入少量氯化氢气体
C.加热
D.加入少量氯化钠固体
通入少量氨气，与水结合为一水合氨，电离产生的OH－将抑制水电离，但温度不变，水的离子积常数Kw不变，A不符合题意；通入少量氯化氢气体，溶于水电离产生的H＋将抑制水电离，但温度不变，水的离子积常数Kw不变，B不符合题意；水的电离是一个吸热过程，加热，水的电离平衡正向移动，水的离子积常数Kw增大，C符合题意；加入少量氯化钠固体，溶于水电离产生的Na＋、Cl－对水的电离不产生影响，水的离子积常数Kw不变，D不符合题意；故选C。
√
2.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－ ΔH>0，下列叙述正确的是
A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)降低
B.将水加热，Kw增大，pH不变
C.向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw不变
向水中加入稀氨水，加入碱，平衡逆向移动，c(OH－)增大，A错误；将水加热，Kw增大，平衡正向移动，c(H＋)增大，pH减小，B错误；向水中加入少量固体CH3COONa，醋酸根结合氢离子，c(H＋)降低，平衡正向移动， C错误；向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw只受温度影响，故不变，D正确； 故选D。
√
3.NaCl是我们生活中必不可少的物质。将NaCl溶于水配成1 mol·L－1的溶液，溶解过程如图所示。已知钠离子、氯离子在水溶液中以水合离子的形式存在。NA代表阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A.a离子为Na＋
B.溶液中含有NA个Na＋
C.水合b离子的图示不科学
D.40 ℃时测得该溶液的pH
小于7，则该溶液显酸性
从图中可以看出，a离子半径比b离子大，则b离子为Na＋，A错误；将NaCl溶于水配成1 mol·L－1的溶液，溶液的体积未知，无法求出含有的Na＋数目，B错误；b离子为Na＋，带正电，吸引H2O中带负电性的O，也就是H2O中的O原子应靠近Na＋，所以水合b离子的图示不科学，C正确；水的电离是一个吸热过程，升温到40 ℃时，水的电离程度增大，c(H＋)增大，虽然该溶液的pH小于7，但该溶液仍呈中性，D错误；故选C。
√
4.已知水的电离方程式：H2O H＋＋OH－。下列叙述中，正确的是
A.向水中加入少量硫酸氢钠溶液，c(H＋)增大，Kw增大
B.降低温度，Kw减小，pH不变
C.向水中加入氨水，平衡向逆反应方向移动，c(OH－)降低
D.向水中加入少量NaClO固体，平衡向正反应方向移动，c(H＋)降低
向水中加入少量硫酸氢钠溶液，硫酸氢钠电离生成氢离子，氢离子浓度增大，但是温度不变，Kw不变，A错误；降低温度，水的电离程度减小，Kw减小，氢离子浓度减小，pH增大，B错误；向水中加入氨水，溶液呈碱性，氢氧根离子浓度增大，抑制水的电离，导致平衡逆向移动，C错误；向水中加入少量NaClO固体，ClO－结合H＋生成HClO，导致氢离子浓度减小，水的电离平衡正向移动，D正确；故答案选D。
√
题点二　水的离子积
5.40 ℃时水的离子积Kw＝2.9×10－14，则在40 ℃时，c(H＋)＝1.0×
10－6mol/L的溶液
A.呈中性 B.呈碱性
C.呈酸性 D.无法判断
√
6.常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)与c(OH－)的乘积为10－10，该溶液可能是
A.pH等于5的醋酸溶液
B.一定浓度的NaHSO4溶液
C.一定浓度的NH4Cl溶液
D.0.1 mol·L－1的NaCl溶液
常温下，某溶液中由水电离出的c(H＋)与c(OH－)的乘积为10－10，c(H＋)＝c(OH－)＝10－5mol/L；水的电离被促进，酸、碱溶液对水的电离起到抑制作用，水解的盐对水的电离起到促进作用。pH等于5的醋酸溶液中，c(H＋)＝10－5 mol/L，对水的电离起到抑制作用，故A错误；一定浓度的NaHSO4溶液呈酸性，对水的电离起到抑制作用，故B错误；一定浓度的NH4Cl溶液中，铵根离子水解呈酸性，对水的电离起到促进作用，故C正确；0.1 mol/L的NaCl溶液中水的电离不变，溶液中c(H＋)与c(OH－)的乘积为10－14，故D错误；正确答案是C。
√
7.25 ℃时，在等体积的：①0.5 mol/L的H2SO4溶液中；②0.05 mol/L Ba(OH)2溶液中；③1 mol/L NaCl溶液中；④纯水中，发生电离的水的物质的量之比是
A.1∶10∶107∶107
B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2
D.107∶106∶2×107∶2
设溶液的体积为1 L，则①中H2SO4中c(H＋)＝0.5 mol/L×2＝1 mol/L，所以c(OH－)＝1.0×10－14 mol/L，则水电离的物质的量为1.0×10－14
mol；②中c(OH－)＝0.05 mol/L×2＝0.1 mol/L，所以c(H＋)＝1.0×
10－13 mol/L，则水电离的物质的量为1.0×10－13mol；③中c(H＋)＝1.0
×10－7mol/L，水的电离的物质的量为1.0×10－7mol；④中c(H＋)＝1.0
×10－7mol/L，水的电离的物质的量为1.0×10－7mol；故①②③④中水的电离的物质的量之比为(1.0×10－14 mol)∶(1.0×10－13 mol)∶(1.0×
10－7 mol)∶(1.0×10－7 mol)＝1∶10∶107∶107；故选A。
√
8.水的电离平衡曲线如图所示，已知T>25 ℃，下列说法正确的是
A.保持温度不变，向A点溶液中通入适量HCl，可获得D点溶液
B.B点溶液呈酸性
C.C点溶液和D点溶液混合，所得溶液呈中性
D. a>7
保持温度不变，水的离子积不变，向A点溶液
中通入适量HCl，则溶液中的H＋浓度增大，
c(OH－)减小，但c(H＋)·c(OH－)不变，即还在
曲线CAD上，即可获得D点溶液，A正确；由
图示信息可知，B点溶液中c(H＋)＝c(OH－)，
故溶液呈中性，B错误；由于未告知混合时C点溶液和D点溶液的体积，则无法判断C点溶液和D点溶液混合所得溶液的酸碱性，C错误；已知水的电离是一个吸热过程，升高温度促进水的电离，且T>25 ℃，故a＜7，D错误；故答案为A。
9.研究弱电解质的电离，有重要的实际意义。
下表是不同温度下水的离子积常数：
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
试回答以下问题：
(1)若25 ℃＜t1＜t2，则Kw________1×10－14(填“>”、“＜”或“＝”)，判断的理由是____________________________________________________
______________。
＞
因为水的电离是吸热反应，温度升高，水的电离程度增大，
离子积也增大
水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，Kw增大，故Kw＞1×10－14；
(2)若25 ℃时，pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液呈________性(填“酸”、“中”或“碱”)，溶液中c(Na＋)______c(Cl－)
(填“>”、“＝”或“＜”)。
中
＝
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
(3)醋酸是一种常见的有机酸。醋酸的电离方程式为___________________
________________。保持温度不变，向醋酸溶液中通入一定量的氨气，下列量将变小的是________(填字母)。
A.c(CH3COO－) B.c(H＋)
C.c(OH－) D.CH3COOH电离平衡常数
CH3COOH
CH3COO－＋H＋
B
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
醋酸为弱酸，其电离方程式为CH3COOH CH3COO－＋H＋；保持温度不变，向醋酸溶液中通入一定量的氨气，醋酸与氨水反应生成强电解质醋酸铵，c(CH3COO－)增大、c(H＋)减小、c(OH－)增大、CH3COOH电离平衡常数不变，故选B；
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
变大
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
(5)下列事实一定能说明CH3COOH是弱电解质的是________(填字母)。
A.相同温度下，浓度均为1 mol·L－1的盐酸和醋酸的导电性对比：盐酸>醋酸
B.1 mol·L－1 CH3COOH溶液能使紫色石蕊试液变红
C.25 ℃时，1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH约为2
D.10 mL 1 mol·L－1的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol·L－1 NaOH溶液完全反应
E.相同物质的量浓度的CH3COOH和HCl溶液中，水的电离程度的大小关系为a大于b
ACE
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
相同温度下，浓度均为1 mol·L－1的盐酸和醋酸的导电性对比：盐酸>醋酸，说明盐酸中离子浓度大于醋酸，HCl是强电解质，则醋酸是弱电解质，故A正确；1 mol·L－1 CH3COOH溶液能使紫色石蕊试液变红，说明醋酸显酸性，不证明醋酸是弱电解质，故B错误；25 ℃时，1 mol·L－1 CH3COOH溶液的pH约为2，氢离子浓度小于1 mol/L，说明醋酸部分电离，为弱电解质，故C正确；10 mL 1 mol·L－1的CH3COOH溶液恰好与10 mL 1 mol·L－1NaOH溶液完全反应，说明醋酸为酸，不能说明醋酸为弱电解质，故D错误；相同物质的量浓度的CH3COOH和HCl溶液中，水的电离程度的大小关系为醋酸溶液大于HCl溶液，说明醋酸溶液中氢离子浓度小于HCl，醋酸电离程度小于HCl，可证明醋酸为弱电解质，故E正确；
温度/℃ 25 t1 T2
水的离子积常数 1×10－14 Kw 1×10－12
(6)某些弱酸的电离常数如下：
化学式 CH3COOH HSCN HCN HClO H2CO3
电离常数(Ka) 1.8×10－5 1.3×10－1 4.9×10－10 3.0×10－8 Ka1＝4.4×10－7
Ka2＝4.7×10－11
下列反应可以发生的是________(填字母)。
A.CH3COOH＋Na2CO3===NaHCO3＋CH3COONa
B.CH3COOH＋NaCN===CH3COONa＋HCN
C.CO2＋H2O＋2NaClO===Na2CO3＋2HClO
D.NaHCO3＋HCN===NaCN＋H2O＋CO2↑
AB
化学式 CH3COOH HSCN HCN HClO H2CO3
电离常数(Ka) 1.8×10－5 1.3×10－1 4.9×10－10 3.0×10－8 Ka1＝4.4×10－7
Ka2＝4.7×10－11
10.Ⅰ.已知在25 ℃时，次氯酸、碳酸和亚硫酸的电离平衡常数分
别为
HClO　 Ka＝4.7×10－8
H2CO3 Ka1＝4.3×10－7　　 Ka2＝5.6×10－11
H2SO3 Ka1＝1.5×10－2　　 Ka2＝1.0×10－7
(1)相同浓度的ClO－、CO、HCO、SO结合H＋的能力由强到弱的顺序为_________________________。
(2)写出NH4HSO3的电离方程式：__________________________。
6
Ⅱ.水在25 ℃和95 ℃时电离平衡曲线如图。
(4)在曲线A所对应的温度下，0.1 mol·L－1 HCl溶液由水电离出来的c(H＋)＝______mol·L－1。
10－13
该温度下，水的离子积Kw＝c(H＋)×c(OH－)＝10－7×10－7＝10－14，0.1 mol·L－1 HCl中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，代入水的离子积公式可计得由水电离出的c水(OH－)＝c水(H＋)＝10－13 mol·L－1。
(5)在曲线A所对应的温度下，0.1 mol·L－1的下列溶液：①HCl　②H2SO4　③NH3·H2O　④NaOH　⑤CH3COOH，pH由大到小的顺序是__________
_________(填序号)。
④>③>⑤
>①>②
该温度下，pH＝7时为中性。③是弱碱，部分电离，④是强碱，完全电离，pH大小顺序为④>③>7，①②是强酸，完全电离，且②的H＋浓度是①的2倍，⑤是弱酸，部分电离，pH大小顺序为7>⑤>①>②，全部比较得：④>③>⑤>①>②。
(6)在曲线A所对应的温度下，pH＝3的醋酸与pH＝11的NaOH等体积混合，所得溶液的pH________7(填“>”、“＜”或“＝”)。
＜
该温度下，pH和等于14的一元酸与一元碱等体积混合时，弱者过量。故两者混合反应后，醋酸过多，溶液显酸性，pH<7。
(7)在曲线B所对应的温度下，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的6，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
1∶10
该温度下水的离子积Kw＝10－12。pH＝9时，c(OH－)＝10－3 mol·L－1，pH＝4时，c(H＋)＝10－4 mol·L－1。pH＝6时溶液为中性，因此两者刚好完全反应，设H2SO4和NaOH溶液的体积分别为V1、V2，则：
H＋　　　＋　　 OH－　===　H2O
1 mol 1 mol
10－4 mol·L×V1 10－3 mol·L×V2
10－4×V1＝10－3×V2，V2∶V1＝1∶10。
返回

展开更多......

收起↑