第3章 第1节 第1课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态-【金版教程】2024-2025学年新教材高中化学选择性必修1创新导学案word（鲁科版2019）

新教材·化学 选择性必修1 [L] 第1节　水与水溶液 第1课时　水的电离　电解质在水溶液中的存在形态 水的电离 1.水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。其电离方程式通常写为H2OH＋＋OH－。 2.水的离子积常数 （1）定义：在一定温度下，c平（H＋）与c平（OH－）的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称为水的离子积，用KW表示，即KW＝ c平（H＋）·c平（OH－）。 25 ℃时，纯水中c平（H＋）＝c平（OH－）＝1.0×10－7 mol·L－1。此时，KW＝c平（H＋）·c平（OH－）＝1.0×10－7 mol·L－1×1.0×10－7 mol·L－1＝1.0×10－14 mol2·L－2。 （2）影响因素 与化学平衡常数一样，KW只与温度有关，一定温度下，KW为常数。因为水的电离是吸热过程，所以随着温度的升高，水的电离程度增大，KW增大。 不同温度下水的离子积常数如表所示： t/℃ 25 55 80 100 KW/（mol2·L－2） 1.0×10－14 7.3×10－14 2.5×10－13 5.5×10－13 电解质在水溶液中的存在形态 1.强电解质和弱电解质 （1）概念 强电解质：在稀的水溶液中完全电离的电解质。 弱电解质：在水溶液中部分电离的电解质。 （2）常见的强、弱电解质 （3）电解质电离方程式的书写 强电解质 完全电离用“===” 弱电解质部分电离，用 “” 一元弱酸或弱碱 一步完成：CH3COOHCH3COO－＋H＋，NH3·H2O NH＋OH－ 多元弱酸 分步电离，以第一步为主：H2CO3 H＋＋HCO 多元弱碱 电离也是分步进行的（较复杂），中学阶段按一步电离的形式书写：Fe（OH）3Fe3＋＋3OH－ 2.溶剂化作用 电解质溶于水后形成的离子或分子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以 “水合离子”或“水合分子”的形态存在。这种溶质分子或离子与溶剂分子相互吸引的作用叫作溶剂化作用。 如强电解质在水溶液中以水合离子的形态存在。弱电解质在水溶液中以水合分子（主要）和水合离子的形态存在。 1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 （1）KW的表达式为。（　　） （2）100 ℃的水中，KW>1×10－14 mol2∙L－2。（　　） （3）25 ℃稀H2SO4中，KW>1×10－14 mol2·L－2。（　　） （4）KW随温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应。（　　） （5）一定温度下，向纯水中加入NaOH，由于NaOH电离出的OH－抑制H2O的电离，故KW减小。（　　） （6）纯水加热时，c（H＋）和c（OH－）均增大。（　　） 答案　（1）×　（2）√　（3）×　（4）×　（5）× （6）√ 2.下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是（　　） A.强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物 B.强电解质都是可溶性化合物，如CH3COOH；弱电解质都是难溶性化合物，如BaCO3 C.强电解质熔化时都完全电离，弱电解质在水溶液中部分电离 D.弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱 答案　D 解析　判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离，与其在水中的溶解度、水溶液浓度的大小及水溶液导电能力的强弱无关。有的共价化合物如HCl是强电解质，A错误；强、弱电解质与溶解性无关，B错误；弱电解质在水溶液中部分电离，强电解质液态不一定电离，如液态HCl不电离，C错误；在一定温度下，溶液中的离子浓度越大，溶液的导电能力越强，弱电解质溶液中离子的浓度不一定比强电解质溶液中离子的浓度小，D正确。 3.下列关于电解质的叙述中，正确的是（　　） ①碳酸钙在水中溶解度很小，所以碳酸钙是弱电解质　②碳酸钙在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质　③氨气的水溶液导电性很好，所以氨气是强电解质　④水难电离，纯水几乎不导电，所以水是弱电解质 A.①② B.②③ C.①③ D.②④ 答案　D 解析　电解质的电离与其溶解性无关，某些难溶（或微溶）的盐，如BaSO4、CaCO3等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，则属于强电解质；导电性取决于离子所带的电荷数及离子浓度，氨气溶于水生成的NH3·H2O发生微弱电离，NH3·H2O属于弱电解质，而NH3是非电解质，水属于弱电解质。 4.下列说法正确的是（　　） A.水的电离方程式：H2O===H＋＋OH－ B.升高温度，水的电离程度增大 C.在NaOH溶液中没有H＋ D.在HCl溶液中没有OH－ 答案　B 解析　水是弱电解质，只存在部分电离，应用“ ”表示，故A错误；水的电离是吸热的，所以升高温度，电离程度增大，B正确；在NaOH溶液中c（OH－）>c（H＋），在HCl溶液中c（OH－）<c（H＋），在酸、碱溶液中都存在H＋和OH－，所以C、D错误。 5.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是（　　） A.向水中加入少量稀硫酸，c（H＋）增大，KW不变 B.向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低 C.向水中加入少量固体钠，平衡逆向移动，c（H＋）降低 D.将水加热，KW增大，c（OH－）不变 答案　A 解析　向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，但c（OH－）增大，B错误；加入Na，Na能与水电离出的H＋反应产生H2，使水的电离平衡正向移动，c（H＋）降低，c（OH－）增大，C错误；将水加热，c（H＋）、c（OH－）均增大，所以KW增大，D错误。 探究一　水的电离与水的离子积 条件改变 对水电离平衡的影响 水电离平衡移动的方向 电离程度 c平（H＋） c平（OH－） KW的变化 升高温度 促进 正向移动 增大 增大 增大 增大 增大H＋的浓度（加酸） 抑制 逆向移动 减小 增大 减小 不变 增大OH－的浓度（加碱） 抑制 逆向移动 减小 减小 增大 不变 加入活泼金属，如Na（恢复到原来温度） 促进 正向移动 增大 减小 增大 不变 知识拓展 关于水的电离平衡的几个注意问题 （1）在纯水、稀的酸、碱、盐溶液中，均存在c平（H＋）•c平（OH－）＝KW的关系。 （2）在纯水、稀的酸、碱、盐溶液中，由水电离产生的c平（H＋）和c平（OH－）始终相等。 （3）向纯水中加入酸或碱会抑制水的电离，导致c平（H＋）水与c平（OH－）水小于10－7 mol•L－1（25 ℃）。酸溶液中由水电离的H＋浓度等于溶液中OH－的浓度，碱溶液中由水电离的OH－浓度等于溶液中H＋的浓度。所以改变H＋或OH－浓度，只能改变水电离的程度，不能改变KW，改变温度，KW和水电离的程度都改变，这种变化如图所示（其中t>25）。 1.下列说法中正确的是（　　） A.水是极弱的电解质，能微弱电离出H＋，故严格来说纯水有微弱的酸性 B.纯水中c平（H＋）•c平（OH－）＝KW，KW是常数，不随任何条件改变 C.25 ℃时，纯水中c平（H＋）•c平（OH－）＝10－14 mol2•L－2，稀酸和稀碱溶液中KW＝c平（H＋）•c平（OH－）≠10－14 mol2•L－2 D.水的电离吸热，故温度升高，平衡向电离方向移动，KW增大 答案　D 解析　水电离出等量的H＋和OH－，故水呈中性，A错误；水的离子积常数受温度的影响，随着温度的升高而增大，B错误；25 ℃时，无论是纯水还是稀溶液中都有：c平（H＋）•c平（OH－）＝10－14 mol2•L－2，C错误；水的电离吸热，故温度升高，平衡向电离方向移动，且KW＝c平（H＋）•c平（OH－），故KW增大，D正确。 2.在不同温度下，水溶液中c平（H＋）与c平（OH－）有如图所示关系，下列有关说法正确的是（　　） A.c点对应的溶液中大量存在的离子可能为Na＋、H＋、Cl－、NO B.将25 ℃时的KCl溶液加热到t ℃，则该溶液中的c平（OH－）由a点变化到b点 C.t ℃<25 ℃ D.ac直线上任何一点都存在c平（H＋）＝ c平（OH－） 答案　D 解析　c点c平（H＋）＝c平（OH－）＝10－6 mol/L，不可能大量存在H＋，故A错误；将25 ℃时的KCl溶液加热到t ℃，氢离子、氢氧根离子浓度同时增大，则该溶液中的c平（OH－）由a点变化到c点，故B错误；t ℃时KW较大，所以t ℃>25 ℃，故C错误；根据图示，ac直线上的任意一点溶液均有c平（H＋）＝c平（OH－），故D正确。 探究二　强、弱电解质的比较 强电解质 弱电解质 相同点 都是电解质，在水溶液中都能电离，都能导电，与溶解度无关 不同点 电离过程 不可逆 可逆，存在电离平衡 电离程度 完全电离 部分电离 在溶液中的存在形态 全部以离子形式存在 分子与离子共存 物质类别 离子化合物、部分共价化合物 部分共价化合物 表示方法 电离方程式用“===” 电离方程式用“” 　 说明：溶液中自由移动的离子浓度越大，离子所带的电荷越多，溶液的导电能力越强。如1 mol/L的NaCl溶液与0.5 mol/L的K2SO4溶液的导电能力几乎完全相同。 知识拓展 酸式盐的电离方程式 酸式盐中NaHCO3溶于水时电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO，NaHSO4溶于水时电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，熔融的NaHSO4的电离方程式为：NaHSO4（熔融）===Na＋＋HSO。 3.下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是（　　） A.HClO===H＋＋ClO－ B.KHCO3===K＋＋HCO C.H2CO3 2H＋＋CO D.HNO3 H＋＋NO 答案　B 解析　HClO为弱酸，存在电离平衡，应用“ ”表示，A错误；KHCO3为弱酸的酸式盐，溶于水完全电离为K＋和HCO，即KHCO3在溶液中主要以K＋和HCO的形式存在，B正确；H2CO3为多元弱酸，应分步电离，C错误；HNO3属于强电解质，完全电离，应用“===”表示，D错误。 误区警示 解答电离方程式的书写或正误判断类题的关键是判断物质是强电解质还是弱电解质，强电解质用“===”，弱电解质用“ ”。 4.下列物质中：（1）能导电的是　　　　；（2）属于电解质的是　　　　；（3）属于非电解质的是　　　　；（4）属于强电解质的是　　　　　；（5）属于弱电解质的是　　　　。 A.NaOH溶液 B.Cu C.液态HCl D.液态CH3COOH E.蔗糖溶液 F.液氨 G.氨水 H.CuSO4晶体 I.石墨 J.无水乙醇 答案　（1）ABGI（2）CDH（3）FJ（4）CH（5）D 解析　离子化合物在水溶液里、熔融状态下能导电，共价化合物中的电解质在水溶液里能导电，金属单质和部分非金属单质能导电。 本课小结 课时作业 一、选择题（每小题只有一个选项符合题意） 1.下列说法中正确的是（　　） A.在水溶液里能够电离出阴、阳离子的化合物是强电解质 B.强电解质的水溶液一定能导电；非电解质的水溶液一定不能导电 C.强电解质的水溶液的导电性一定比弱电解质的强 D.弱电解质溶液中，既存在溶质分子，又存在溶质电离出来的离子 答案　D 解析　弱电解质在水溶液中也发生电离，A错误；溶于水能生成电解质的非电解质（如SO3），其水溶液能导电，B错误；强电解质的浓度太小时导电能力较弱，而弱电解质浓度足够大时导电能力较强，即强电解质的水溶液的导电性不一定比弱电解质的强，C错误。 2.下列电离方程式书写正确的是（　　） A.NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO B.NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO C.H2SO32H＋＋SO D.NH3·H2O===NH＋OH－ 答案　B 解析　碳酸氢钠是弱酸的酸式盐，电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO，A错误；硫酸氢钠是强酸的酸式盐，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，B正确；H2SO3为二元弱酸分步电离，应为H2SO3H＋＋HSO，HSOH＋＋SO，C错误；一水合氨是弱电解质，电离方程式为NH3·H2O NH＋OH－，D错误。 3.下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（　　） A.因水的离子积常数的表达式是KW＝c平（H＋）·c平（OH－），所以KW随着H＋和OH－浓度的变化而变化 B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化 D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数是两个没有任何关系的物理量 答案　C 解析　水的离子积常数只随温度变化，A错误，C正确；KW＝K电离•c平（H2O），KW与水的电离平衡常数K电离有关系，但不是同一个物理量，B、D错误。 4.下列归类完全正确的是（　　） A B C D 强电解质 Fe NaCl CaCO3 HNO3 弱电解质 CH3COOH NH3 H3PO4 Fe（OH）3 非电解质 蔗糖 BaSO4 乙醇 H2O 答案　C 解析　A项，Fe既不是电解质，也不是非电解质；B项，NH3是非电解质，BaSO4是强电解质；D项，H2O是弱电解质。 5.下列微粒中能影响水的电离平衡，且加入该微粒能使水的电离平衡H2O H＋＋OH－向左移动的是（　　） 答案　D 解析　硝酸根离子在水溶液中对水的电离平衡无影响，水的电离平衡不移动，A错误；乙醇为非电解质，不会影响水的电离平衡，B错误；Na与水电离出的氢离子反应，水的电离平衡向右移动，C错误；氢氧根离子抑制水的电离，能使水的电离平衡向左移动，D正确。 6.下列溶液导电能力最强的是（　　） A.0.1 mol•L－1的氨水100 mL B.0.1 mol•L－1的醋酸50 mL C.0.05 mol•L－1的醋酸100 mL D.0.05 mol•L－1的硫酸100 mL 答案　D 解析　溶液的导电性只与溶液中离子浓度和离子所带电荷数有关系，离子的浓度越大，电荷数越多，则溶液的导电性越强，在选项中只有硫酸是强酸，电离出的离子浓度最大，电荷数最多，所以溶液的导电性最强，故选D。 7.下列说法正确的是（　　） A.c（H＋）＝0.1 mol/L的H3PO4溶液中，含有0.1NA个H＋（NA为阿伏加德罗常数的值） B.水溶液中NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO C.25 ℃时，0.10 mol·L－1 NaHCO3溶液加水稀释后，n（H＋）与n（OH－）的乘积变大 D.在蒸馏水中滴加浓H2SO4，KW不变 答案　C 解析　溶液体积未定，不能计算H＋个数，A错误；HCO不能拆开，正确的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO，B错误；n（H＋）•n（OH－）＝c（H＋）·V•c（OH－）•V＝c（H＋）•c（OH－）•（V•V）＝KW•V2，由于水的离子积不变而溶液体积增大，故n（H＋）•n（OH－）的值增大，C正确；浓硫酸溶于水会放出大量的热，使水的温度升高，所以KW增大，D错误。 8.常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为（　　） ①1 mol•L－1的盐酸　②0.1 mol•L－1的盐酸　③0.01 mol•L－1的NaOH溶液 A.1∶10∶100 B.0∶1∶12 C.14∶13∶12 D.14∶13∶2 答案　A 解析　①1 mol•L－1盐酸中，c（H＋）＝1 mol•L－1，由水电离出的c（H＋）＝10－14 mol•L－1，②0.1 mol•L－1盐酸中，c（H＋）＝0.1 mol•L－1，由水电离出的c（H＋）＝10－13 mol•L－1，③0.01 mol•L－1 NaOH溶液中，c（OH－）＝0.01 mol•L－1，由水电离出的c（H＋）＝10－12 mol•L－1，则三种溶液中由水电离出的氢离子浓度之比为10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。 9.（2021•云南高二期末考试）如图表示水中c（H＋）和c（OH－）的关系，下列判断错误的是（　　） A.两条曲线间任意点均有c（H＋）•c（OH－）＝KW B.M区域内（不包括边界）任意点均有c（H＋）<c（OH－） C.图中T1<T2 D.XZ线上任意点的c（H＋）都相等 答案　D 解析　只要在水溶液中，都会有c（H＋）•c（OH－）＝KW，故A正确；XZ线的斜率是1，XZ线上的点均存在c（H＋）＝c（OH－），在X、Z连线的上方M区域（不包括边界），c（H＋）<c（OH－），故B正确；水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，则KW逐渐增大，因KW：Z点>X点，所以T1<T2，故C正确；XZ线的斜率是1，XZ线上的点均存在c（H＋）＝c（OH－），但每一点的c（H＋）不相等，故D错误。 10.下列叙述正确的是（　　） A.某温度下，蒸馏水中的c平（H＋）＝1.0×10－6 mol•L－1，此时c平（H＋）>c平（OH－） B.25 ℃时，pH＝13的氢氧化钡溶液中，由水电离出来的c水（H＋）＝1.0×10－13 mol•L－1，此时由水电离出来的c水（OH－）≠c水（H＋） C.25 ℃时，向水中加入氢氧化钠固体，水的电离平衡逆向移动，水的离子积减小 D.25 ℃时，0.1 mol•L－1的盐酸与0.1 mol•L－1的NaOH溶液中，水的电离程度相同 答案　D 解析　纯水中c平（H＋）＝c平（OH－），A错误；在任意水溶液中，由水电离出来的c水（OH－）＝c水（H＋），故B错误；水的离子积只受温度的影响，加入NaOH固体后，KW不变，故C错误；25 ℃时，0.1 mol•L－1的盐酸与0.1 mol•L－1的NaOH溶液中c水（H＋）＝c水（OH－）＝1.0×10－13 mol•L－1，水的电离程度相同，故D正确。 二、非选择题 11.某温度下，纯水中的c（H＋）＝2×10－7 mol•L－1，则此时纯水中的c（OH－）为　　　　 mol•L－1；若温度不变，滴入稀硫酸，使c（H＋）＝5×10－6 mol•L－1，则c（OH－）＝　　　　 mol•L－1，由水电离出的c水（H＋）＝　　　　 mol•L－1。 答案　2×10－7　8×10－9　8×10－9 解析　任何温度下由水电离出的c水（H＋）＝c水（OH－），故c（OH－）为2×10－7 mol•L－1，此时水的离子积KW＝c（H＋）•c（OH－）＝4×10－14 mol2•L－2。滴入稀硫酸使c（H＋）＝5×10－6 mol•L－1时，c（OH－）＝＝＝8×10－9 mol•L－1，由水电离的c水（H＋）与c（OH－）相等，即c水（H＋）＝8×10－9 mol•L－1。 12.（1）0.1 mol•L－1的盐酸加水稀释时，水的电离平衡向　　　　方向移动。 （2）25 ℃时，0.1 mol•L－1的盐酸中，c（H＋）＝　　　　mol•L－1，c（OH－）＝　　　mol•L－1，水电离出来的c（H＋）＝　　　mol•L－1。 （3）在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c（H＋）为1.0×10－13 mol•L－1，下列有关该溶液的叙述正确的是　　　　。 A.该溶液可能呈酸性 B.该溶液一定呈碱性 C.该溶液的c（H＋）一定是0.1 mol•L－1 D.该溶液的c（OH－）不可能为0.1 mol•L－1 答案　（1）电离　（2）0.1　1.0×10－13　1.0×10－13　（3）A 解析　（1）盐酸加水稀释时，溶液中c（H＋）减小，对水电离的抑制作用减弱，水的电离平衡向电离方向移动。 （2）加入盐酸，抑制水的电离，水电离出的c（H＋）可忽略不计，溶液中c（H＋）＝0.1 mol·L－1，溶液中的c（OH－）＝＝1.0×10－13 mol•L－1，水电离出来的c（H＋）＝溶液中的c（OH－）＝1.0×10－13 mol•L－1。 （3）由水电离产生的c（H＋）＝1.0×10－13 mol•L－1，水的电离平衡受到抑制，有两种情况，①该溶液可能显酸性，c（H＋）＝0.1 mol•L－1，②该溶液可能显碱性，c（OH－）＝0.1 mol•L－1，故A正确。 13.按要求填写下列问题： （1）某些共价化合物（如H2O、NH3、N2O4等）在液态时会发生微弱的电离，如2H2OH3O＋＋OH－，则液态NH3的电离方程式为　　　　　　　　　。 （2）已知水溶液中c（H＋）和c（OH－）的关系如图所示，试回答下列问题： 图中五点对应的KW的关系是______________________________________。 若从A点到D点，可采用的措施是　　　　（填序号）。 a.升温 b.加入少量的盐酸 c.加入少量的NaHSO4 （3）25 ℃时，0.1 mol·L－1的HA溶液中＝1010。 请回答下列问题： ①HA是　　　　（填“强电解质”或“弱电解质”）。 ②在加水稀释HA溶液的过程中，随着水量的增加而增大的是　　　　（填序号）。 A.c（HA） B. C.c（H＋）与c（OH－）的乘积 D.c（OH－） 答案　（1）2NH3NH＋NH　 （2）E＝A＝D<C<B　bc （3）①弱电解质 ②D 解析　（1）依据2H2OOH－＋H3O＋，可知液态NH3可电离出NH和NH，电离方程式为2NH3NH＋NH。 （2）KW只与温度有关，温度升高，KW以及水电离出的c（H＋）和c（OH－）均增大，E、A、D三点对应的温度为25 ℃，B点对应的温度为100 ℃，所以五点对应的KW：E＝A＝D<C<B；从A点到D点，在温度不变的情况下，c（H＋）增大，c（OH－）减小，加入少量的盐酸，抑制水的电离，最终溶液中c（H＋）>c（OH－），b项符合题意；加入少量的NaHSO4，NaHSO4电离出的H＋抑制水的电离，最终溶液中的c（H＋）>c（OH－），c项符合题意。 （3）①25 ℃时，0.1 mol•L－1的HA溶液中＝1010，因c（H＋）•c（OH－）＝10－14，则溶液中c（H＋）＝0.01 mol•L－1<0.1 mol·L－1，说明HA在水溶液里部分电离，则HA为弱电解质。 ②HA是弱电解质，加水稀释促进HA电离，但HA电离增大的程度小于溶液体积增大的程度，所以c（H＋）、c（HA）、c（A－）都减小，A错误；温度不变，HA的电离常数不变，则不变，B错误；温度不变，水的离子积不变，则c（H＋）与c（OH－）的乘积不变，C错误；温度不变，则水的离子积不变，加水稀释，c（H＋）减小，则c（OH－）增大，D正确。 19 学科网（北京）股份有限公司 $$