3.1.1水的电离 学案 2024-2025学年高二上学期化学鲁科版（2019）选择性必修1

第三章物质在水溶液中的行为 教师寄语：让优秀成为一种习惯！ 第1节 水与水溶液（第1课时） No.14 班级 姓名 学号 【学习目标】 1.掌握电解质，非电解质；强电解质、弱电解质的概念、分类、及常见的属于该类的物质。 2. 理解水存在电离平衡并会用化学平衡知识分析影响其平衡的因素。 3. 会用水的离子积常数计算稀溶液中的[H+]和[OH—]。 【自主学习指导】请同学们先认真阅读课本73-75页，勾划重点知识，记熟基础知识，标记自己的疑点难点，然后对照下列学案，进行知识梳理。 【复习回顾】 一、电解质和非电解质、强电解质和弱电解质的概念（背诵记熟） 电 解 质 非 电 解 质 定 义 在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物叫电解质 在水溶液中和熔化状态下均不能导电的化合物叫非电解质 物质类别 通常为酸、碱、盐、活泼金属的氧化物等 通常为大多数有机物、非金属氧化物、部分非金属氢化物等 强 电 解 质 弱 电 解 质 定义 在水溶液中能够完全电离的电解质 在水溶液中部分电离的电解质 电离特点 完全电离、不可逆、不存在电离平衡 部分电离、可逆、存在电离平衡 物质类别 强酸：HCl、H2SO4、HNO3、HBr、HI等 强碱：NaOH、KOH、Ba(OH)2、Ca(OH)2 绝大多数盐：NaCl、CaCO3、 CH3COONa等 弱酸：CH3COOH、HF、HClO、H2S、H2SO3、H2CO3、H2SiO3等 弱碱：NH3·H2O、Fe(OH)3等 水。 【练习1】判断下列说法的对错(正确打√，错误打×) （1）固体氯化钠不导电，所以氯化钠是非电解质 （ ） （2）铜丝能导电，氨气溶于水也能导电，所以铜和氨气都是电解质（ ） （3）Na2O与水反应生成的NaOH溶液能导电，所以NaOH是电解质，而Na2O是非电解（ ） （4）一种物质不是电解质就是非电解质（ ） （5） BaSO4、 CaCO3投入水中，导电性较弱，故它们是弱电解质。（ ） （6）强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。（ ） 【注意】（1）区分电解质和非电解质的关键：化合物、自身发生电离；与是否导电及溶解性大小无直接关系。 （2）区分强电解质和弱电解质的关键：电解质是否完全电离；与溶解性大小及溶液导电性强弱无直接关系。 （3）溶液导电性强弱的本质：溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷数。 【练习2】下列叙述正确的是 。 A．硝酸钾溶液能导电，所以硝酸钾溶液是电解质 B．金属铁能导电，所以铁是电解质 C．固态氯化氢不导电，但氯化氢是电解质 D．SO2溶于水能导电，所以SO2是电解质 E．氯化氢溶液能导电，所以氯化氢是电解质 F．H2不导电，所以H2是非电解质 G . 强电解质的水溶液中不存在分子 H. 易溶于水的的物质一定是强电解质 二、电解质在水溶液中的存在形态 1．电解质的电离 （1）电离：电解质 溶于水 或 受热熔化 时，离解成能够自由移动的离子的过程。电解质的电离过程是吸热的。 （2）酸、碱、盐发生电离的条件：酸— ，碱和盐— 　　 。 2．电解质电离方程式的书写 （1）强电解质完全电离，在写方程式时用“＝” 如：硫酸 ，氢氧化钡 。 （2）弱电解质部分电离，在写方程式时用“” ①一元弱酸、弱碱一步电离，如： CH3COOH ，NH3•H2O 。 ②多元弱酸分步电离，必须分步写，不可合并（其中以第一步为主），如： H2CO3 。 ③多元弱碱电离较复杂，中学阶段要求一步写出，如：Fe(OH)3 （3）酸式盐在熔化或溶解条件下的电离方程式 NaHSO4：溶于水 ，熔融 。 NaHCO3：溶于水 【练习3】写出下列物质的电离方程式 HNO3 ， HClO ， Cu(OH)2 ， Ca(HCO3)2 。 【学习与探究】 一. 水的电离 1．水的电离：水是弱电解质，能发生微弱的电离，电离方程式为 或 水的电离特点：①是可逆的，在一定的条件下可以达到电离平衡 ②是吸热过程 【思考】 由化学平衡常数表达式写出水的电离平衡常数表达式：K= ； 2．水的离子积： ⑴定义：一定 下，K与[H2O]为定值，水电离出的[H＋]和[OH-]的乘积是一个常数, 叫做水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示，表达式为 ； Kw反映了水中[H+]和 [OH－]的关系。25℃时纯水中[H+]＝[OH－] ＝ ， Kw＝ 。由Kw的数值可知，水的电离程度极小，水是一种极弱的电解质，其主要存在形态是 。 【思考】分析下表中的数据有何规律，并解释之。 t/℃ 0 25 50 100 KW/ mol 2•L－2 1.14×10-15 1×10-14 5.47×10-14 1×10-12 ⑵Kw与温度的关系：Kw的大小只与温度有关！由于水的电离是 　的过程，所以温度越高，越利于水的电离，水电离出的[H＋]和[OH-]都 ，Kw随之 　　。 3.水的电离平衡的影响因素 【合作探究】勒夏特列原理不仅适用于化学平衡，也适用于电离平衡，根据影响化学平衡的因素，结合下表讨论，影响水的电离平衡的因素有哪些？如何影响的？ H2O OH－ + H+（水的电离是吸热过程） 条件 改变 平衡移 动方向 电离程 度变化 溶液中[H+] 的变化 溶液中[OH－] 的变化 [H+] 与[OH－] 的关系 Kw 变化 升高温度 加HCl 加NaOH 加金属Na 【要点强化】影响水的电离平衡的因素： (1) 酸、碱均可 水的电离； (2)升高温度可 水的电离； (3) 活泼金属(Na)可 水的电离。 【小结】 ① 一定温度下的任何稀水溶液中，都有KW= c(H+)×c(OH-)，25℃时，KW= 1.0×10-14 (mol/L)2 ；KW只与温度有关，升温，KW增大；由于水的电离的存在，任何溶液中H+和OH－总是同时存在的（注意不是大量共存），只是相对含量可能不同。 ② 不论是在中性溶液还是在酸性或碱性溶液中，水电离出的c(H+)＝c(OH-)。 ③ 根据Kw=c(H＋)×c(OH-) 在一定温度下为定值，c(H＋) 和c(OH-) 可以互求。 4.水的离子积常数的有关计算 【练习4】①25℃时，0.05 mol •L-1的稀H2SO4中，[H+]＝ ，[OH－]＝ ，由水电离出的离子浓度：[H+]水＝ ，[OH－]水＝ ； ②0.1mol •L－1的NaOH溶液中[OH－]＝ ，[H+]＝ ， 由水电离出的离子浓度：[H+]水＝ ，[OH－]水＝ ； 【特别提醒】 任何稀溶液中都存在着H+ 和OH－，强酸溶液中的H+来自酸电离出的H+ 和水电离出的H+，通常将水电离出的H+忽略；强碱溶液中的OH－来自碱电离出的OH－和水电离出的OH－，通常将水电离出的OH－忽略。 【练习5】某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10-7mol/L，则此时溶液中c（OH-）为 ；若温度不变，滴入稀硫酸使c（H+）=5.0×10-6mol/L，则溶液中c（OH-）为 ； 若温度不变，滴入NaOH溶液使c (OH-)=1.0×10-2 mol/L，则溶液中c(H+)= 。 【限时训练】 1.下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是(　 ) A.因为水的离子积常数的表达式为Kw＝[H+][OH-]，所以Kw 随溶液中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是同一个物理量 C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化 D. 水的离子积常数Kw随着温度的升高而增大，说明水的电离是放热反应 2.下列叙述正确的是（ ） A.难溶于水的电解质一定是弱电解质 B. NaCl在电流作用下电离成Na+和Cl- C. 常温下，任何物质的稀水溶液中都有H+和OH–，且Kw=10—14（mol/L）2 D. Na2O的水溶液能导电，所以Na2O是电解质 3.能影响水的电离平衡，并使溶液中的[H+]＞[OH－]的操作是（ ） A．向水中投入一小块金属钠 B．将水加热煮沸 C．向水中通入二氧化碳气体 D．向水中加食盐晶体 4.向纯水中加入少量的KHSO4固体（温度不变），则水的电离程度 ，溶液中[OH－] ，溶液导电能力 ，溶液中[H+ ]和[OH－]的乘积 ，水电离出的[H+] （填增大或减小）。 5. （双选）下列方法能使纯水中的H+浓度增加的是(　 ) A. 加入硫酸 B. 加热 C. 加入氢氧化钠溶液 D. 加入乙醇 6. 在相同条件下0.1 mol/L的氢氧化钠溶液和0.1 mol/L的盐酸中，水的电离程度(　 ) A. 一样大 B. 后者大 C. 前者大 D. 无法确定 7.下列物质中A.NaOH溶液　B.铜　 C.液态 HCl D.液态 CH3COOH E.蔗糖溶液　F．液氨　G．氨水 H．CuSO4溶液　I．石墨　J．无水乙醇　K．BaSO4　L．CaO 常温下能导电的是_________________；属于电解质的是__________________________； 属于非电解质的是 ；属于强电解质的是_______________________； 属于弱电解质的是________________________。 8.下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H＋浓度之比(①∶②∶③∶④)是(　 ) ①1 mol·L－1的盐酸　 ②0.1 mol·L－1的盐酸 　③0.01 mol·L－1的NaOH溶液　 ④0.001 mol·L－1的NaOH溶液 A. 1∶10∶100∶1 000 B. 0∶1∶12∶11 C. 14∶13∶12∶11 D. 14∶13∶2∶3 9.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是(　　) A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，[OH－]降低 B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，[H＋]增大，KW不变 C．向水中加入少量固体钠，平衡逆向移动，[H＋]降低 D．将水加热，KW增大，[H＋]不变 10.室温下，测得某溶液中[H+] = 2.5 ×10-14 mol/L，向溶液中加入NaCl固体，则溶液中的 [OH－]=___________。 11.（1）将Zn加入稀硫酸中反应，水的电离平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 （2）在氯水中加水稀释的过程中，水的电离平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 （3）在电解饱和NaCl溶液的过程中，水的电离平衡_______移动(填“向左”、“向右”或“不”)。 12．(2013全国改)下图表示不同温度下水中c(H＋)和c(OH－)的关系， (1)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区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－) C．图中T1＜T2 D．XZ线上任意点均有pH＝7  (2) c点对应溶液的Kw d点对应溶液的Kw（填＜、＞或=）。  (3)T2 ℃时，Kw= 答案在课件 【练习1】全错 （3）Na2O与水反应生成的NaOH溶液能导电，所以NaOH是电解质，而Na2O是非电解质 （6）强电解质溶液的导电性比弱电解质溶液的导电性强。 【练习2】 A.硝酸钾溶液能导电，所以硝酸钾溶液是电解质 E.氯化氢溶液能导电，所以氯化氢是电解质 G.强电解质的水溶液中不存在分子 H. 易溶于水的的物质一定是强电解质 练习三答案在课本 【练习4】 ① 0.1mol/L 1.0×10-13 mol/L 1.0×10-13（mol/L） 1.0×10-13（mol/L） ② 0.1mol/L 1.0×10-13 mol/L 1.0×10-13（mol/L） 1.0×10-13（mol/L） 【练习5】2.0×10-7mol/L 8.0×10-9mol/L 4.0×10-12mol/L 【课后限时训练】 1.C 2.C 3.C 4.减小 减小 增大 不变 减小5.AB 6.A 7.ABGHI CDKL FJ CKL D 8.A 9.B 10、0.4mol/L 11.向右 向右 向右 12.(1)BD (2)< (3)1 ×10-12(mol/L)2 1 1 学科网（北京）股份有限公司 $$