内容正文:
第二节 水的电离和溶液的pH
第1课时 水的电离 溶液的酸碱性与pH
水的电离
授课提示:对应学生用书第56页
1.水的电离
水是一种极弱的电解质,其电离方程式为H2O+H2O⥫⥬H3O++OH-,简写成H2O⥫⥬H++OH-。
2.水的离子积常数
(1)表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。
在常温下,Kw=1.0×10-14。
(2)影响因素:水的离子积(Kw)只受温度的影响,温度升高,Kw增大。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
3.影响水电离平衡的因素
常温下,水的电离:H2O⥫⥬H++OH-。
改变条件
水的电离平衡
溶液中c(H+)
溶液中c(OH-)
Kw
适当升高温度
右移
增大
增大
增大
加入少量酸
左移
增大
减小
不变
加入少量碱
左移
减小
增大
不变
加入活泼金属Na
右移
减小
增大
不变
判断下列说法是否正确,正确的画“√”,不正确的画“×”。
1.50 ℃时的水比25 ℃时的水电离程度小。(×)
2.水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)中的H+、OH-都是由水电离出来的。(×)
3.任何水溶液,水电离出来的H+浓度均等于水电离出来的OH-浓度。(√)
授课提示:对应学生用书第56页
问题1:常温下,纯水的离子积Kw=1.0×10-14,其适用于0.01 mol·L-1的盐酸、0.01 mol·L-1的NaOH溶液吗?
答案:适用,Kw=c(H+)·c(OH-)不仅适用于纯水,也同样适用于稀的酸溶液和稀的碱溶液。
问题2:在常温下,0.01 mol·L-1的盐酸、0.01 mol·L-1NaOH溶液中,水电离出的c(H+)分别是多少?
答案:都是1.0×10-12 mol·L-1。
问题3:已知100 ℃时,水的离子积Kw=1.0×10-12。该温度下,0.01 mol·L-1的盐酸、0.01 mol·L-1的NaOH溶液中,水电离出的c(H+)分别是多少?
答案:都是1.0×10-10 mol·L-1。
1.影响水的电离平衡的因素
(1)酸和碱:酸或碱都会电离出 H+或OH-,均使水的电离平衡逆向移动,从而抑制水的电离。
(2)温度:由于水的电离吸热,若升高温度,将促进水的电离, c(H+)与c(OH-)同时同等程度的增大,pH变小,但c( H+)与c(OH-)始终相等,故仍呈中性。
(3)其他因素:如向水中加入活泼金属,由于活泼金属与水电离出来的 H+直接反应,使c(H+)减小,因而使水的电离平衡正向移动。
2.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算思路
Kw表达式中c(H+)、c(OH-)均表示整个溶液中所有H+、OH-的总物质的量浓度。
(1)酸溶液中Kw=c(H+)·c(OH-) (忽略水电离出的H+的浓度)。
(2)碱溶液中Kw=c(OH-)·c(H+)(忽略水电离出的OH-的浓度)。
(3)外界条件改变,水的电离平衡发生移动,但由水电离出的c(H+)、 c(OH-)一定相等。
1.水中存在电离平衡:H2O⥫⥬H++OH-,常温下,Kw的数值为1×10-14。下列说法不正确的是( )
A.常温下,水电离出的c(H+)=c(OH-)=10-7 mol·L-1
B.向水中加入NaCl,H+与Cl-结合生成HCl,使水的电离平衡向右移动
C.向水中加入HCl或者NaOH,水的电离平衡都向左移动
D.改变温度,Kw也会发生改变
解析:A.因为H2O⥫⥬H++OH-,常温下Kw=c(H+)·c(OH-)=1×10-14,所以c(H+)=c(OH-)== mol·L-1=1×10-7 mol·L-1,故A正确;B.向水中加入NaCl,由于Na+与水电离出的OH-或Cl-与水电离出的H+均不形成弱电解质,不会破坏水的电离平衡,故B错误;C.因为H2O⥫⥬H++OH-,向水中加入HCl或者NaOH,增大了H+或OH-的浓度,水的电离平衡向左移动,故C正确;D.因为H2O⥫⥬H++OH-是吸热过程,升高温度,平衡正向移动,Kw增大,反之,Kw减小,故D正确。
答案:B
2.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
A.升高温度,可能引起由c向b的变化
B.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-14
C.该温度下,加入稀盐酸不可能引起由b向a的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
解析:升高温度促进水的电离,c(H+)和c(OH-)都增大,A错误;该温度下Kw=c(OH-)·c(H+)=1.0×10-14,B正确;加入稀盐酸,溶液中c(H+)增大,c(OH-)减小,可能引起b向a的变化,C错误;稀释时,若c(OH-)减小,则c(H+)应变大,不可能