内容正文:
第3课时 水的电离平衡
课程标准要求
学业质量水平
认识水的电离,了解水的离子积常数。
1.能运用宏观、微观、符号等方式描述、说明物质转化的本质和规律。(水平3)
2.能采用模型、符号等多种方式对物质的结构及其变化进行综合表征。(水平3)
1.水的电离
实验表明,水是一种极弱的电解质。水分子之间相互作用,按下图所示方式发生电离:
H2O+H2OH3O++OH-
(1)水的电离方程式可简写为:H2OOH-+H+。
(2)水的电离平衡常数可表示为:K=。
2.水的离子积
(1)在一定温度下,纯水和稀溶液中c(H2O)可视为一定值,则有Kw=K·c(H2O)=c(H+)·c(OH—)。Kw称为水的离子积常数,简称水的离子积。
(2)实验测得,在25 ℃时,Kw为1.0×10—14。水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
(3)影响因素
水的电离过程是吸热的,根据化学平衡移动原理,升高温度,会促使水的电离平衡向电离的方向移动,水的离子积常数随之增大。
1.巧判断(对的打“√”,错的打“×”)
(1)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。(√)
(2)某温度下,纯水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,此时水呈酸性。(×)
(3)T ℃时,纯水中由水电离出的c(OH-)=1×10-6.5 mol·L-1,则T ℃时Kw=1×10-13。(√)
(4)升高温度,水的电离程度增大,Kw也增大。(√)
2.(教材改编题)水的电离平衡为H2OOH-+H+。在25 ℃、100 ℃时水的离子积常数分别为1.0×10—14、1.0×10—12。下列叙述不正确的是( )
A.升高温度,水的电离平衡正向移动
B.水的电离度:α(25 ℃)<α(100 ℃)
C.25 ℃时纯水中c(H+)小于100 ℃时纯水中c(H+)
D.在100 ℃时,纯水中c(H+)>c(OH—)
D [水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离平衡正向移动,电离产生的c(H+)增大,但任何温度下,纯水中c(H+)=c(OH—)。]
学习任务 水的电离平衡及影响因素
结合勒夏特列原理,通过实验探究外界条件对水的电离的影响,交流讨论。
1.升高温度,对水的电离、电离产生的c(H+)及Kw有什么影响?
提示 升高温度促进水的电离,电离产生的c(H+)增大,Kw增大。
2.滴加少量NaOH溶液,对水的电离及Kw有什么影响?溶液中c(H+)怎样变化?
提示 滴加少量NaOH溶液抑制水的电离,Kw不变;溶液中c(H+)减小。
3.滴加少量盐酸,对水的电离及Kw有什么影响?溶液中c(H+)怎样变化?
提示 滴加少量盐酸抑制水的电离,Kw不变;溶液中c(H+)增大。
1.影响水的电离平衡的因素
水的电离平衡:H2OH++OH-
ΔH>0
影响因素
移动方向
c(H+)
c(OH-)
Kw
升温
向右移动
增大
增大
增大
加酸
向左移动
增大
减小
不变
加碱
向左移动
减小
增大
不变
加活泼金属(如Na)
向右移动
减小
增大
不变
2.水电离产生的c(H+)或c(OH-)的计算(25 ℃)
(1)等量关系
无论是纯水,还是酸性(或碱性)溶液,由水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)。
(2)定量关系
任何电解质的稀溶液中都存在Kw= c(H+)·c(OH-)。
①稀酸溶液——OH-全部来源于水的电离:水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=Kw/c(H+);
②稀碱溶液——H+全部来源于水的电离:水电离产生的c水(H+)=c水(OH-)=Kw/c(OH-)。
1.25 ℃时,水的电离达到平衡:
H2OH++OH- ΔH>0
下列叙述正确的是( )
A.向水中加入稀氨水后,平衡逆向移动,c(OH-)减小
B.向水中加入少量硫酸氢钠固体后,c(H+)增大,Kw不变
C.由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液一定是强碱溶液
D.将水加热,Kw增大,c(H+)不变
B [向水中加入稀氨水后,平衡逆向移动,但c(OH-)增大,A错误;向水中加入少量硫酸氢钠固体,NaHSO4电离产生Na+、H+和SO,c(H+)增大,由于温度不变,则Kw不变,B正确;由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1的溶液中,水电离受到抑制,可能是强酸溶液,也可能是强碱溶液,C错误;将水加热,水的电离平衡正向移动,电离产生的c(H+)增大,则Kw增大,c(H+)增大,D错误。]
2.已知 NaHSO4 在水中的电离方程式为 NaHSO4===Na++H++SO。某温度下,向c(H+)=1×10-6 mol·L-1 的蒸馏水中加入 NaHSO4晶体,保持温度不变,测