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】2025-2026学年高中化学选择性必修1创新导学案全书Word（鲁科版2019）

化学 选择性必修1(鲁科) 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 核心素养 学业要求 能从微粒之间相互作用的视角，运用动态平衡的观点认识物质在水溶液中的行为，并能对宏观现象进行预测和解释 能从电离的角度分析溶液的导电性，能用化学术语正确地表示电解质在溶液中的形态 一、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＋)·c平(OH－)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。 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，所以升温有利于水的电离，KW也随之增大。 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 二、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：在稀的水溶液中能完全电离的电解质。 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 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。 探究一　水的电离与水的离子积 　水的电离平衡及影响因素 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、弱电解质比较 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，离子所带的电荷数越多，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。 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。 1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2OH＋＋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。 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：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。 3．能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)>c(OH－)的操作是(　　) A．向水中加入少量NaHSO4 B．将纯水加热至100 ℃ C．向水中投入少量的钾 D．向水中加食盐晶体 答案：A 4．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是(　　) A．图中对应点的温度关系：a>b B．水的离子积常数KW大小关系：b<d C．温度不变，加入少量NaOH可使溶液从c点变到a点 D．在b点对应温度下，将0.005 mol·L－1 H2SO4溶液与0.01 mol·L－1 NaOH溶液等体积混合后，c平(H＋)＝c平(OH－) 答案：D 5．在一定温度下向不同电解质溶液中加入新物质时溶液的导电性会发生变化。如图所示是其电流(I)随新物质的加入量(m)的变化曲线。以下四个导电性实验，其中与A图变化趋势一致的是________(填序号，下同); 与B图变化趋势一致的是________；与C图变化趋势一致的是________。 ①向Ba(OH)2溶液中滴入H2SO4溶液至过量 ②向醋酸溶液中滴入氨水至过量 ③向澄清石灰水中通入CO2至过量 ④向NH4Cl溶液中逐渐加入适量的NaOH固体 答案：②　①③　④ 解析：②中涉及的反应：CH3COOH＋NH3·H2O===CH3COONH4＋H2O，生成了强电解质CH3COONH4，所以导电性先增强，继续滴加氨水对溶液进行稀释，导电性会减弱，与A图变化趋势一致。①中涉及的反应为Ba(OH)2＋H2SO4===BaSO4↓＋2H2O，③中涉及的反应为Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O、CaCO3＋H2O＋CO2===Ca(HCO3)2，所以①③中导电性均为先减弱后增强，与B图变化趋势一致。④中消耗的NH4Cl的浓度和生成的NaCl的浓度几乎相等，即导电性变化不大，与C图变化趋势一致。 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(　　) A．NO B．C2H5OH C．Na D．[H]－ 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；乙醇为非电解质，不会影响水的电离平衡；Na与水电离出的氢离子反应，水的电离平衡向右移动；氢氧根离子抑制水的电离，能使水的电离平衡向左移动。 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．已知液氨的性质与水相似，25 ℃时，NH3＋NH3NH＋NH，NH的平衡浓度为1×10－15 mol·L－1，则下列说法中正确的是(　　) A．在液氨中加入NaNH2可使液氨的离子积变大 B．在液氨中加入NH4Cl可使液氨的离子积减小 C．在此温度下液氨的离子积为1×10－17 D．在液氨中放入金属钠，可生成NaNH2 答案：D 解析：由水的离子积可推知，液氨的离子积只与温度有关，25 ℃时，其离子积常数K＝c平(NH)·c平(NH)＝1×10－15×1×10－5＝1×10－30，故A、B、C错误；由Na与水反应可推知Na与液氨反应的化学方程式为2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，故D正确。 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。 9．一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。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1.0×10－13 mol2·L－2 C．该温度下，加入FeCl3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 答案：C 解析：升温促进水的电离，c(H＋)和c(OH－)均增大，而由c向b变化，c(OH－)减小，A错误；b点，c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1，故KW＝1.0×10－7 mol·L－1×1.0×10－7 mol·L－1＝1.0×10－14 mol2·L－2，B错误；氯化铁为强酸弱碱盐，在水溶液中铁离子会结合水电离出的氢氧根离子，促进水的电离，氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小，符合图中由b到a的变化趋势，C正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，需要降低温度，稀释不能实现该变化，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并恢复到原温，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．硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05 mol·L－1 H2SO4溶液。 (1)若将溶液温度升高到100 ℃，溶液中的c(OH－)＝1×10－11 mol·L－1，则100 ℃时水的离子积是________。 (2)常温下，该溶液中硫酸电离出的c(H＋)与H2O电离出的c水(H＋)之比为________。 (3)将该溶液放入烧杯中并滴入几滴酚酞溶液，插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。 ①向烧杯中逐滴加入相同浓度的氢氧化钡溶液，灯泡逐渐变暗，后熄灭。该过程中发生反应的离子方程式为__________________________________________________。 ②灯泡熄灭后向烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液，观察到灯泡逐渐变亮，还观察到溶液________，此过程中水的电离程度________(填“增大”“减小”或“不确定”)。 (4)将该硫酸加水稀释，水的电离平衡________(填“向左”“向右”或“不”)移动。 答案：(1)1×10－12 mol2·L－2　(2)1012∶1 (3)①2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O　②变红色　减小 (4)向右 解析：(1)100 ℃时，溶液中的c(H＋)＝0.05 mol·L－1×2＝0.1 mol·L－1，水电离产生的c(OH－)＝1×10－11 mol·L－1，所以100 ℃时水的离子积为KW＝0.1×1×10－11 mol2·L－2＝1×10－12 mol2·L－2。 (2)常温下，0.05 mol·L－1 H2SO4溶液中硫酸电离出的c(H＋)＝0.1 mol·L－1，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－13 mol·L－1，两者之比为(10－1 mol·L－1)∶(10－13 mol·L－1)＝1012∶1。 (3)①向硫酸溶液中逐滴加入相同浓度的氢氧化钡溶液，灯泡逐渐变暗，后熄灭，是因为两者反应生成了难溶的BaSO4和弱电解质水，溶液中几乎没有自由移动的离子，该过程中发生反应的离子方程式为2H＋＋SO＋Ba2＋＋2OH－===BaSO4↓＋2H2O；②灯泡熄灭后向烧杯中再逐滴加入氢氧化钡溶液，此时Ba(OH)2电离出Ba2＋和OH－，自由移动的离子浓度增大，导电性增强，所以灯泡变亮，同时Ba(OH)2为强碱，与H2SO4反应后显中性，再滴加Ba(OH)2溶液，溶液显碱性，酚酞溶液遇碱变红色，所以还能观察到溶液变红色。Ba(OH)2溶液能抑制水的电离，所以水的电离程度减小。 (4)将H2SO4溶液稀释，该过程中溶液内的由硫酸电离产生的c(H＋)变小，对水的电离抑制程度变小，水的电离程度增大。 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2H2OH3O＋＋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)2NH3NH＋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2NH3NH＋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。 15 学科网（北京）股份有限公司 $$