内容正文:
第二节 水的电离和溶液的PH
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
湖北省利川市第一中学
在水溶液中,酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在,那么,其中的溶剂水是全部以分子形式存在,还是部分以离子形式存在呢? 怎样验证你的猜想?
在之前的学习中,我们学习了强、弱电解质,作为其溶剂的水呢?
一、水的电离
【任务一】宏观辨识——认识水的电离平衡
【实验探究1】水的导电性实验
蒸馏水
实验现象
实验结论
(1)灵敏电流表指针偏转;
(2)灯泡不亮。
水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离
水的电导率测定
电导率仪
水质检测笔
结论:纯水中含有少量自由移动的离子。
【实验探究2】利用手持技术测定水的电导率
【任务二】微观探析——了解水的电离平衡
精确的导电性实验表明,纯水绝大部分以H2O的形式存在,但其中也存在着极少量的H3O+(水合氢离子)和OH-。这表明水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离:
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-
简写为:
H2O H+ +OH-
+
+
1、水的电离方程式
同前面所学平衡一样,水的电离平衡也具有如下特点:
v电离
v结合
v电离 = v结合
t
t
υ
电离平衡状态
逆、等、动、定、变
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
H2O H+ +OH-
存在微粒:
H+、OH-、H2O
【思考】如何衡量水电离的程度?
2、水的离子积常数
K电离 =
c(H+) ·c(OH-)
c(H2O)
K×c(H2O)=
c(H+) ·c(OH-)
Kw=
c(H+)·c(OH-)
一定温度时,水(稀溶液)中c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数Kw,即水的离子积常数,简称水的离子积。
注意: KW不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
c(H+)表示溶液中总的H+浓度,
c(OH-)表示溶液中总的OH-浓度。
水电离出的c水(H+)与c水(OH-)一定相等。
kw是否等于k电离
T/℃ 0 10 20 25 40 50 100
Kw/10-14 0.114 0.292 0.681 1.00 2.92 5.47 55.0
【思考】分析表格中的数据,有何规律,得出什么结论?并解释?
Kw只受温度的影响(与浓度无关),温度越高,Kw越大
结论
100℃时:Kw=55×10-14 ≈ 1.0×10-12
100℃纯水中:c(H+) c(OH-) 1.0×10-7mol/L
25℃纯水中: c(H+) c(OH-) 1.0×10-7mol/L
>
=
=
=
温度升高,对于中性的纯水,尽管K 电离与KW增大了,但仍是中性的水
25℃时:Kw =1×10-14
Kw只与温度有关,与浓度无关。在使用Kw时一定要强调温度。水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大。
条件 移动方向 c(H+) c(OH-) 电离程度 Kw
升温
通入HCl(g)
通入氨气
加 Na2O
加FeCl3(s)
加入NaHSO4(s)
3、水的电离平衡的影响因素
右移 增大 增大 增大 增大
左移 增大 减小 减小 不变
左移 减小 增大 减小 不变
左移 减小 增大 减小 不变
右移 增大 减小 增大 不变
左移 增大 减小 减小 不变
水的电离方程式为:H2O H+ + OH-,∆H >0其平衡移动的分析,符合勒夏特列原理。
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a. 温度:
升温促进水的电离
抑制水的电离
b. 酸
c. 碱
d. 加活泼金属(Na K):
促进水的电离
1.抑制水的电离:降温/加酸/加碱/加NaHSO4
2.促进水的电离:升温/加活泼金属(Na 、K)
【小结】
=c(H+)水
1. 在25℃ 0.01mol/L盐酸溶液中:
c(H+) = , c(OH-) = ;
c(H+)水= , c(OH-)水= 。
2. 在25℃ 0.01mol/L NaOH溶液中:
c(H+)= , c(OH-)=