内容正文:
第1节 水与水溶液
第一课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
一、水的电离
水的电离
水是一种极弱电解质,纯水中存在H+和OH-,它们是由水分子电离产生的。水的电离方程式为H2OH++OH-
[微提醒]
Kw不仅适用于纯水,而且适用于酸、碱、盐的稀溶液。
[微辨析]
Kw的表达式中,c平(H+)和c平(OH-)分别是指溶液中H+、OH-的总物质的量浓度,而不是指由水电离出的H+、OH-的物质的量浓度。
水的离子积常数
概念
水的电离在一定条件下可以达到电离平衡,根据化学平衡原理可知:Kw=c平(H+)·c平(OH-),Kw称为水的离子积常数,简称水的离子积
意义
Kw反映了水中c平(H+)和c平(OH-)的关系
数值
在一定温度下,Kw是一个常数。实验测得,25 ℃时纯水中的c平(H+)=c平(OH-)=1.0×10-7 mol·L-1,则Kw=1.0×10-14 mol2·L-2
影响
因素
水的离子积常数只受温度的影响,水的电离是吸热过程,升高温度,Kw增大
二、电解质在水溶液中的存在形态
强电解质
概念
在稀的水溶液中能完全电离的电解质称为强电解质
[微辨析]
①强弱电解质的本质区别在于水溶液中是否存在溶质分子。
②多元弱酸分步电离,书写电离方程式时要分步书写;多元弱碱也是分步电离,但高中阶段要求书写时一步电离。
存在形式
阴、阳离子
物质类别
强酸、强碱、大部分的盐
电离方程式
用“===”,例如NaCl 的电离方程式为NaCl===Na++Cl-
弱电解质
概念
在溶于水时部分电离的电解质称为弱电解质
存在形式
分子、阴、阳离子
物质类别
弱酸、弱碱、水、少量的盐
电离方程式
用“”,例如醋酸和一水合氨的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO-+H+、NH3·H2ONH+OH-
溶剂化
作用
概念
溶质离子或分子与溶剂分子相互吸引的作用叫作溶剂化作用
结果
由于溶剂化作用,电解质溶于水后以“水合离子”或“水合分子”的形态存在
[新知探究(一)] 水的电离平衡及电离平衡的相关计算
[典例导引]
[典例] 在相同温度下,0.01 mol·L-1的NaOH溶液和0.01 mol·L-1 的HCl溶液相比,下列说法正确的是( )
A.二者均促进了水的电离
B.由水电离出的c水(H+)均是1.0×10-12 mol·L-1
C.由水电离出的c水(OH-) 均是0.01 mol·L-1
D.由水电离出的c水(H+)相等
[解析] 加酸或加碱均抑制水的电离,故A项错误;设题给温度下水的离子积常数为Kw≠1×10-14 mol2·L-2,则在0.01 mol·L-1 的NaOH溶液和0.01 mol·L-1的HCl溶液中,由水电离出的c水(H+)=c水(OH-),无法计算具体数值,故B、C项错误,D项正确。
[答案] D
[生成认知]
1.影响水电离平衡的因素
H2OH++OH- ΔH>0
条件变化
移动方向
c平(H+)
c平(OH-)
Kw
对平衡的影响
升高温度
向右移动
增大
增大
增大
促进
加酸
向左移动
增大
减小
不变
抑制
加碱
向左移动
减小
增大
不变
抑制
加活泼金属,如Na
向右移动
减小
增大
不变
促进
2.酸或碱溶液中水电离出的c水(H+)或c水(OH-)的计算
溶质为酸的溶液
H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离。如25 ℃时,0.01 mol·L-1的盐酸中,酸电离出的c酸(H+)远大于水电离出的c水(H+),溶液中水电离出的c水(H+)可忽略,所以水电离出的c水(H+)=c平(OH-)==10-12 mol·L-1
溶质为碱的溶液
OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离,如25 ℃时0.01 mol·L-1的NaOH溶液中,碱电离出的c碱(OH-)远大于水电离出的c水(OH-),溶液中水电离出的c水(OH-)可忽略,所以水电离产生的c水(OH-)=c平(H+)==10-12 mol·L-1
[跟踪训练]
1.相同温度的下列溶液:①0.1 mol·L-1 的硫酸 ②0.01 mol·L-1 的NaOH 溶液,其中由水电离产生的c水(H+) 之比为( )
A.1∶1 B.1∶10
C.1∶20 D.20∶1
解析:选C 酸、碱溶液中水的电离受到抑制,溶液中H+ 或OH- 浓度较小的是水电离产生的。NaOH 溶液中的H+ 由水电离产生,二者的Kw 为