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水的电离
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
1.认识水的电离，水是一种极弱的电解质。
2.结合电离常数，了解水的离子积常数，其适用于任何水溶液。
3.能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断。
水的导电性实验
利用手持技术测定水的电导率
精确的电导性实验表明：纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。
一、水的电离
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。
由水电离出的H+、OH–的量 。
永远相等
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
+
+
+
-
H+为裸露的质子，不稳定，容易与水结合形成H3O+（水合氢离子）
H2O + H2O H3O+ + OH-
1.水的电离方程式：
H2O H+ + OH-
一、水的电离
2.水的电离特点
①微弱 ②可逆 ③相等 ④吸热过程
c(H+)水=c(OH-)水
如何衡量水的电离的限度？
二、水的离子积常数
H2O H＋ + OH－
在任何稀溶液中，水都存在电离平衡：
K电离 =
c(H+) · c(OH-)
c(H2O)
c(H+) · c(OH-)
c(H2O) ·
K电离 =
水的离子积常数，简称水的离子积，无单位。
KW
注：c(H2O)=
1 L
1000 g
18 g·mol-1
常温（25 ℃）下， Kw =1.0×10-14
二、水的离子积常数
在一定温度下，水中c(H+)和c(OH－)的乘积是一个常数，这个常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。
1.定义：
表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)
分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释之。
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}t/℃
0
10
20
25
50
75
100
Kw/10-14
0.11
0.29
0.68
1.0
5.5
20
56
结论：
在一定温度下KW是常数，在不同温度下KW数值不同。
水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离, Kw增大。
二、水的离子积常数
2.影响Kw的因素
KW只与温度有关，温度越高，KW 越大。
【思考】水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－一定是水电离出来的吗？
不一定。
c(H＋)和c(OH－)均指溶液中H＋或OH－的总浓度，如盐酸中的H＋包括HCl和H2O电离产生的H＋，
即c(H＋)＝c酸(H＋)＋c水(H＋)，而OH－全部来自于水的电离。
二、水的离子积常数
3.适用范围
这时候c(H+)、c(OH-)是指溶液中的c(H+)、c(OH-)，而不仅仅是水电离的。
水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液
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
任何水溶液中都存在：Kw=c (H+) . c (OH-)
即 均有： c(H＋)H2O = c (OH―)H2O KW=c (H＋)溶液·c (OH―)溶液
二、水的离子积常数
注：表中浓度单位均为mol/L
c(H+)、c(OH-)分别指溶液中总的H+浓度、总的OH-浓度
H2O H+ + OH-
{827E7743-39CA-4E87-A19B-AE24449E94FE}
0.1
0.001
0.1
0.001
c(NaOH)
水电离出的
c(H+)水
1.0×10－13
溶液中c(OH-)
＝c(OH-)水
pH
13
11
c(H+)·c(OH-)
1.0×10－14
1.0×10－14
溶液中c(H+)
1.0×10－13
1.0×10－11
≈c(OH-)NaOH
＝c(H+)水
1.0×10－11
二、水的离子积常数
H2O H+ + OH-
NaOH Na+ + OH-
粒子的种类、来源
粒子的相互作用
加入NaOH，瞬间溶液中c(OH-)增大
水的电离平衡逆向移动
c(H+)减小，pH增大
结论：向水中加入碱，c(OH-)增大，水的电离平衡逆向移动。
三、水的电离平衡的影响因素
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA}改变条件
平衡移动方向
c(H＋)
c(OH－)
电离程度
Kw
升高温度
加入酸
加入碱
加入活泼
金属(如Na)
分析下列条件的改变对水的电离平衡 H2O?H＋＋OH－ ΔH＞0的影响，填写下表。
正向移动 增大 增大 增大 增大
逆向移动 减小 增大 减小 不变
正向移动 减小 增大 增大 不变
逆向移动 增大 减小 减小 不变
三、水的电离平衡的影响因素
[小结]水的电离平衡的影响因素
H2O H+ + OH- ?H>0
（1）温度升高，促进水的电离，Kw增大；
（2） 酸、碱抑制水的电离，Kw不变；
（3）外加能与H+、OH- 反应的物质，会促进水的电离，Kw不变。
C
【例】水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A．4 ℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小
水的电离平衡曲线
01
02
曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。
水的电离平衡曲线
实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；
实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
03
水的电离平衡曲线
【例】一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是(　　)
A．该温度下，a点溶液呈碱性
B．该温度下，0.01 mol·L-1NaOH溶液中
c(H＋)＝1.0×10-12 mol·L-1
C．该温度下，加入NaOH可能引起
由d向b的变化
D．b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化
A
【练】如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是(　　)
A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B．M区域内(不包括边界)任意点均有c(H＋)C．图中T1D．XZ线上任意点的c(H＋)都相等
D
运用水的离子积Kw计算c (H＋) 和c (OH?)
已知25℃时，KW = 1.0×10?14，根据水的离子积表达式，求解下列各题：
①在0.01mol/L 的HCl溶液中，
c(H+) = ，c(OH－) = ，
c水(H+) = ， c水(OH－) = 。
1.0× 10 – 12 mol/L
1.0× 10 – 2 mol/L
1.0× 10 – 12 mol/L
1.0× 10 – 12 mol/L
在酸溶液中:c(H+) =c酸(H＋)+c水(H+)
c(OH－) = c水(OH－)
≈c酸(H＋)
Kw＝c酸(H＋)·c水(OH－) (忽略水电离出的H＋的浓度)
运用水的离子积Kw计算c (H＋) 和c (OH?)
已知25℃时，KW = 1.0×10?14，根据水的离子积表达式，求解下列各题：
②在0.01mol/L 的NaOH溶液中，
c(H+) = ，c(OH－) = ，
c水(H+) = ， c水(OH－) = 。
1.0× 10 – 2 mol/L
1.0× 10 – 12 mol/L
1.0× 10 – 12 mol/L
1.0× 10 – 12 mol/L
25 ℃时，c水(H＋)＝1×10－12 mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。
①室温下，中性溶液中， c水(H＋)=c水(OH－) =1×10-7mol/L
②室温下，酸/碱性溶液中， c水(H＋)=c水(OH－)<1×10-7mol/L
【练】在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比较，下列说法正确的是( )
A．由水电离出的c(H＋)相等
B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1
C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1
D．两者都促进了水的电离
A
【练】室温下某溶液中由水电离产生的c(H+)=1ⅹ10-10mol/L，该溶液不可能是( )
A. NaHSO4 B. NaCl C. HCl D. Ba(OH)2
B
【例】某温度下，纯水的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时纯水的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 _______________ 此时温度 ____ (填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
2×10－7 mol·L－1
8×10－11 mol·L－1
高于
Kw
c(H+)
c水(OH-)
=
c(OH-)
=
c水(H+)
Kw
OH－全部来自水的电离，
水电离产生的c水(H＋)＝
H＋全部来自水的电离，
水电离产生的c水(OH-)=
酸性溶中：
碱性溶中：
水的电离
H2O ? H+ + OH-
?
Kw = c(H+)· c(OH-)
25 ℃，Kw＝1×10－14
外界条件对水的电离平衡的影响
水的离子积常数
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离
适用范围：纯水或稀的电解质溶液
Kw的应用
影响因素：升高温度，Kw增大
水的
电离

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