内容正文:
第1节 水与水溶液
[学习目标]
1.认识水的电离存在电离平衡,了解水的电离平衡的影响因素。
2.理解水的离子积常数,并能用于进行相关计算。
3.知道强、弱电解质的区别。
4.能够书写常见弱电解质的电离方程式。
知识点一 水的电离
1.水的电离
(1)水的电离方程式:H2OH++OH-。
(2)电离特点:__微弱__,可逆过程。
2.水的离子积常数
表达式:__KW=c平(H+)·c平(OH-)__。
(1)常温下,水的离子积常数KW=__1.0×10-14_mol2·L-2__。
(2)纯水中c平(H+)=c平(OH-)=__1.0×10-7_mol·L-1__。
(3)若某酸溶液中c平(H+)=1.0×10-4 mol·L-1,则溶液中c平(OH-)为__1.0×10-10_mol·L-1__。
3.KW的影响因素
(1)水的电离是__吸热__的可逆过程,故温度升高,KW__增大__。
(2)水的离子积常数只受__温度__的影响,与c平(H+)、c平(OH-)的变化__无关__。
4.KW的应用
(1)KW适用范围:KW不仅适用于纯水,也适用于__稀的电解质溶液__。
(2)在任何水溶液中均存在水的电离平衡,水电离出来的__c平(H+)与c平(OH-)__相等。
(3)水的电离平衡符合__化学平衡移动原理__。
(4)相同温度时,若某酸溶液中的c平(H+)与某碱溶液中的c平(OH-)相同,则酸碱两溶液中水的__电离程度__相同。
[思考探究]
水能够微弱电离,存在H+和OH-,纯水具有导电性。
1.什么叫水的离子积常数?
提示:1 L纯水(质量是1000 mL×1 g·mL-1=1000 g)的物质的量是55.6 mol,经实验测得25 ℃时,发生电离的水只有1×10-7 mol,二者相比,水的电离部分太小,可以忽略不计,因此电离前后水的物质的量几乎不变,可以视为常数,而水的电离常数为常数,常数乘以常数必然为一个新的常数,用KW表示,即为水的离子积常数,简称水的离子积;水的离子积公式表示为KW=c平(H+)·c平(OH-)。
2.当温度升高时,KW如何变化?影响KW的因素是什么?(水的电离是吸热过程)
提示:温度越高,KW越大,水的电离度越大。对于中性水,尽管KW和电离度增大,但仍是中性水,c平(H+)=c平(OH-)。水的离子积常数只受温度的影响。
3.只有在纯水中,才能使用KW=c平(H+)·c平(OH-)吗?
提示:KW不仅适用于纯水,还适用于酸、碱及盐的稀溶液,且由水电离的c(H+)水=c(OH-)水。
4.影响水的电离平衡的因素有哪些?
提示:温度、酸、碱及活泼金属等。
[归纳总结]
1.纯水和其他物质稀的水溶液(如酸、碱、盐水溶液)中都存在KW=c平(H+)·c平(OH-),25 ℃时KW=1.0×10-14 mol2·L-2。
2.外界条件对水的电离平衡的影响
影响
因素
水的电离平衡
移动H2O
H++OH-
影响结果
方向
原因
KW
c平(H+)
变化
c平(OH-)
变化
c平(H+)与
c平(OH-)
的关系
升温
右移
水的电离
过程吸热
增大
增大
增大
c平(H+)=c平(OH-)
降温
左移
减小
减小
减小
c平(H+)=c平(OH-)
加入酸
左移
增大c(H+)
不变
增大
减小
c平(H+)>c平(OH-)
加入碱
左移
增大c(OH-)
不变
减小
增大
c平(H+)<c平(OH-)
加入
活泼
金属
右移
金属消耗水
电离出的H+
不变
减小
增大
c平(H+)<c平(OH-)
●特别提醒
KW表达式中,c平(H+)和c平(OH-)是指整个溶液中的c平(H+)和c平(OH-),并不仅仅指由水电离的。但是有下列情况:酸溶液中,KW=c(H+)酸·c(OH-)水(忽略水电离出的H+的浓度);碱溶液中,KW=c(H+)水·c(OH-)碱(忽略水电离出的OH-的浓度)。
1.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-。下列叙述错误的是( )
A.向水中通入氨气,平衡逆向移动,c(OH-)增大
B.向水中加入少量稀硫酸,c(H+)增大,KW不变
C.将水加热,平衡正向移动,KW变大
D.升高温度,平衡正向移动,c(H+)增大,pH不变
解析 D 向水中通入NH3,c(OH-)增大,平衡逆向移动,A正确;向水中加入少量稀H2SO4,c(H+)增大,但温度不变,KW不变,B正确;将水加热,平衡正向移动,KW变大,C正确;升高温度,平衡正向移动,c(H+)增大,pH减小,D错误。
2.近年来,弱碱性水这一说法很是流行。专家表示,弱碱性水其实是个别企业为了自身商业利益而进行的概念性炒作。下列操