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-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（鲁教版单选）

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 [素养发展目标]　1.认识水的电离。2.了解水的离子积常数。 一、水的电离　水的离子积 1．水的电离 水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离：H2O＋H2O⥫⥬H3O＋＋OH－，通常可简写为H2O⥫⥬H＋＋OH－。实验测得25 ℃时，1 L水中有1.0×10-7mol H2O发生电离，则室温下，纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)＝1.0×10-7mol·L-1。 2．影响水的电离平衡的外因 H2O⥫⥬H＋＋OH－　ΔH>0 条件变化 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 电离程度 影响 升高温度 正向 增大 增大 增大 促进 加酸 逆向 增大 减小 减小 抑制 加碱 逆向 减小 增大 减小 抑制 加活泼金 属，如Na 正向 减小 增大 增大 促进 [注意]　加Na会消耗H2O电离出的H＋，从而促进电离平衡正向移动。 3．水的离子积常数 表达式：Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)。 (1)常温下，水的离子积常数Kw＝1.0×10-14mol2·L-2。 (2)纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)＝1.0×10-7_mol·L-1。 (3)若某酸溶液中c平(H＋)＝1.0×10-4 mol·L-1，则溶液中c平(OH－)为1.0×10-10_mol·L-1。 4．Kw的影响因素 (1)水的电离是吸热过程，故温度升高，Kw增大。 (2)水的离子积常数只受温度的影响，与c平(H＋)、c平(OH－)的变化无关。 5．Kw的应用 (1)Kw适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。 (2)在任何水溶液中均存在水的电离平衡，水电离出来的c水(H＋)与c水(OH－)相等。 (3)水的电离平衡符合化学平衡移动原理。 (4)相同温度时，若某酸溶液中的c平(H＋)与某碱溶液中的c平(OH－)相同，则酸碱两溶液中水的电离程度相同。 二、电解质在水溶液中的存在形态 1．电解质的导电能力 (1)溶液的导电实验 实验 操作 在四个烧杯中分别盛有等体积的0.5 mol·L-1的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液，按如图所示装置连接仪器，接通电源，观察灯泡的亮度 实验现象 连接盐酸、NaCl溶液的灯泡比连接氨水、CH3COOH溶液的灯泡亮 现象分析 四种溶液的导电能力是不同的，原因是溶液中自由移动的离子浓度不同 实验结论 HCl、NH3·H2O、CH3COOH、NaCl在水溶液中的电离程度不同，其中HCl、NaCl在溶于水时完全电离，以离子的形式存在于溶液中；而NH3·H2O、CH3COOH在溶于水时部分电离，以分子和离子的形式存在 (2)电解质的导电能力分析 ①电解质能导电的前提条件是在水溶液中或熔融状态下，能够电离出自由移动的离子。 ②导电能力强弱与溶液中自由移动的离子的浓度和离子所带电荷数有关，而与电解质的强弱没有必然的联系。如果某强电解质溶液的浓度很小，那么它的导电能力可能很弱；而某弱电解质虽然电离程度小，但溶液浓度较大时，导电能力也可能较强。 2．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)熟记常见的强、弱电解质 ①强电解质：绝大多数的盐(包括难溶性盐)；强酸：H2SO4、HCl、HClO4、HBr、HI等；强碱：Ba(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、KOH等；部分碱性氧化物：Na2O、CaO等。 ②弱电解质：弱酸：H2CO3、CH3COOH、H2S、HF、HClO等；弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等；水及个别盐。 3．电解质电离方程式的书写 (1)强电解质用符号“===”；弱电解质用符号“⥫⥬”。如： NH3·H2O的电离方程式为NH3·H2O⥫⥬NH＋OH－。 (2)多元弱酸是分步电离的，电离程度逐步减弱，必须分步书写不可合并(以第一步电离为主)。如H2CO3的电离方程式为H2CO3⥫⥬H＋＋HCO(主)，HCO⥫⥬H＋＋CO(次)。 (3)多元弱碱的电离也是分步进行的，但是一般按一步电离的形式书写。如Fe(OH)3的电离方程式为Fe(OH)3⥫⥬Fe3+＋3OH－。 (4)弱酸的酸式盐先完全电离，用“===”，生成的酸式酸根再部分电离，用“⥫⥬”。如NaHCO3的电离方程式为NaHCO3===Na＋＋HCO，HCO⥫⥬H＋＋CO。 (5)NaHSO4在水溶液中完全电离，电离方程式为NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。NaHSO4在熔融状态下只破坏离子键，其电离方程式为NaHSO4===Na＋＋HSO。 4．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。电解质溶于水后形成的离子或分子实际以“水合离子”或“水合分子”的形态存在。 1．下列说法正确的是(　　) 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－)≠10-14mol2·L-2 D.水的电离吸热，故升高温度，平衡向电离方向移动，Kw增大 D　[纯水电离出等量的H＋和OH－，故纯水呈中性，A项错误；水的离子积常数是温度的函数，随着温度的升高而增大，B项错误；25 ℃时，无论是纯水中还是稀酸和稀碱溶液中，都有c平(H＋)·c平(OH－)＝10-14mol2·L-2，C项错误；水的电离吸热，故温度升高，平衡向电离方向移动，c平(H＋)、c平(OH－)增大，Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)，则Kw增大，D项正确。] 2．下列归类完全正确的是(　　) 选项 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 C　[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。] 探究一　水的电离平衡 1．当温度升高时，Kw如何变化？影响Kw的因素是什么？(水的电离是吸热过程) 提示：　温度越高，Kw越大，水的电离程度越大。对于中性水，尽管Kw和电离程度增大，但仍是中性水，c平(H＋)＝c平(OH－)。水的离子积常数只受温度的影响。 2．只有在纯水中，才能使用Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)吗？ 提示：　Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱及盐的稀溶液，且由水电离出的c水(H＋)＝c水(OH－)。 3．影响水的电离平衡的因素有哪些？ 提示：　温度、酸、碱及活泼金属等。 1．酸、碱溶液中水的电离 (1)由于存在水的电离平衡，在纯水和任何酸、碱、盐的水溶液中均存在H＋和OH－。在酸、碱、盐的稀溶液中，c平(H＋)与c平(OH－)的乘积都等于Kw，即Kw＝c平(H＋ )·c平(OH－)。 (2)在酸溶液中，酸电离出的H＋抑制了水的电离，使水电离出的c水(H＋)与c水(OH－)减小；在碱溶液中，碱电离出的OH－抑制了水的电离，也使水电离出的c水(H＋)与c水(OH－)减小。 2．在酸、碱溶液中水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)的计算 在酸、碱溶液中，水电离出的c水(H＋)、c水(OH－)与c平(H＋)、c平(OH－)存在如下关系： (1)酸溶液中Kw＝c平(H＋)·c水(OH－)(忽略水电离出的H＋的浓度)，即c水(OH－)＝c水(H＋)＝c平(OH－)(酸溶液中的OH－都是由水电离出来的)＝。 (2)碱溶液中Kw＝c水(H＋)·c平(OH－)(忽略水电离出的OH－的浓度)，即c水(H＋)＝c水(OH－)＝c平(H＋)(碱溶液中的H＋都是由水电离出来的)＝。 例如，25 ℃时，0.01 mol·L-1盐酸中，c平(H＋)＝0.01 mol·L-1，由水电离出的c水(H＋)、c水(OH－)均为1×10-12 mol·L-1；25 ℃时，0.01 mol·L-1 NaOH溶液中，c平(OH－)＝0.01 mol·L-1，由水电离出的c水(OH－)、c水(H＋)均为1×10-12 mol·L-1。 1．(1)某温度(t ℃时，水的离子积常数Kw＝1×10-12 mol2·L-2，则该温度________(填“>”、“<”或“＝”)25 ℃，其理由是_______________________________________________。 (2)该温度下，c平(H＋)＝1×10-7 mol·L-1的溶液呈________(填“酸性”、“碱性”或“中性”)；若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c水(OH－)＝________mol·L-1。 (3)该温度下，把1 mL 0.1 mol·L-1的H2SO4溶液加水稀释至2 L，在此溶液中由水电离产生的c水(H＋)接近于________ mol·L-1。 (4)实验室用Zn和稀硫酸制取H2，反应时溶液中水的电离平衡________(填“向左”、“向右”或“不”，下同)移动，在新制氯水中加入少量NaCl固体，水的电离平衡________移动。 解析：　(1)升高温度，Kw增大，现Kw＝1×10-12 mol2·L-2>1×10-14 mol2·L-2，因此该温度大于25 ℃。(2)此温度下该溶液中c平(OH－)＝ mol·L-1＝1×10-5 mol·L-1，因为c平(OH－)>c平(H＋)，所以溶液呈碱性；NaOH溶液中由水电离出来的c水(OH－)等于溶液中的c平(H＋)，即为1×10-7 mol·L-1。(3)稀释后溶液中c平(H＋)为×2＝1×10-4 mol·L-1。那么c平(OH－)＝ mol·L-1＝1×10-8 mol·L-1，故由水电离出的c水(H＋)也为1×10-8 mol·L-1。(4)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c平(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少量NaCl固体，平衡Cl2＋H2O⥫⥬H＋＋Cl－＋HClO向左移动，溶液中c平(H＋)减小，水的电离平衡向右移动。 答案：　(1)>　升温促进水的电离，Kw增大 (2)碱性　1×10-7　(3)1×10-8　(4)向右　向右 探究二　电解质在水溶液中的存在形态 1．相同浓度的盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液对应的灯泡较亮，醋酸、氨水对应的灯泡较暗，由此可得出什么结论？ 提示：　醋酸、一水合氨的电离程度较小，都是弱电解质。HCl、NaCl、NaOH的电离程度较大，都是强电解质。 2．强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗？ 提示：　不一定。与电解质溶液的浓度和离子所带的电荷有关，稀的强电解质溶液也可能比浓度较大的弱电解质溶液的导电能力弱。 3．CaCO3难溶于水，其水溶液的导电能力很弱，CaCO3是弱电解质，正确吗？ 提示：　不正确。虽然CaCO3难溶于水，但其溶于水的部分在水中能完全电离，故CaCO3是强电解质。 　强电解质与弱电解质的比较 强电解质 弱电解质 定义 溶于水后能完全电离的电解质 溶于水后只有部分电离的电解质 化合物类型 离子化合物、共价化合物 共价化合物 电离程度 完全电离 部分电离 溶液中存在 的微粒(水 分子不计) 只有电解质电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子 既有电解质电离出的阴、阳离子，又有电解质分子 实例 盐(包括难溶性盐)； 强酸：HNO3、H2SO4等； 强碱：KOH、NaOH、Ba(OH)2等 弱酸：H2CO3、CH3COOH、HClO等； 弱碱：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等；少数盐：(CH3COO)2Pb等 注意强、弱电解质的两个误区 (1)误区一：电解质的强弱与溶解性有关 某些盐如BaSO4、CaCO3等，虽难溶于水却是强电解质；而HgCl2、(CH3COO)2Pb尽管能溶于水，但其溶于水的部分电离，是弱电解质，强、弱电解质与溶解性无关。 (2)误区二：电解质的强弱与其水溶液的导电性有关　　 电解质溶液导电能力的强弱由溶液中自由移动离子的浓度和离子所带电荷多少决定，稀的强电解质溶液导电性很弱，浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。　　 2．下列叙述正确的是(　　) A.硫酸钡难溶于水，故硫酸钡为弱电解质 B.硝酸钾溶液能导电，故硝酸钾溶液为电解质 C.二氧化碳溶于水能部分电离，故二氧化碳为弱电解质 D.石墨虽能导电，但既不是电解质，也不是非电解质 D　[BaSO4溶于水的部分完全电离，BaSO4是强电解质，A项错误；KNO3溶液为混合物，不属于电解质，B项错误；CO2是非电解质，C项错误；石墨为单质，既不是电解质，也不是非电解质，D项正确。] 3．(1)下列物质中，属于强电解质的是______，属于弱电解质的是________，属于非电解质的是________。(填字母) a.KCl　b．CH3COOH　c．铝　d．SO2　 e.Na2CO3　f．石灰水　g．盐酸 (2)下列电离方程式书写正确的是________(填字母)。 A.CaCl2===Ca2+＋Cl B.H2SO4===2H－＋S6+＋4O2- C.Ba(OH)2===Ba2+＋OH2- D.H2SO3⥫⥬HSO＋H＋　HSO⥫⥬SO ＋H＋ 解析：　(1)KCl和Na2CO3是盐，是强电解质；CH3COOH是弱酸，是弱电解质；SO2是非电解质；Al是单质、石灰水和盐酸是混合物，它们既不是电解质也不是非电解质。(2)CaCl2的电离方程式为CaCl2===Ca2+＋2Cl－，H2SO4的电离方程式为H2SO4===2H＋＋SO，Ba(OH)2的电离方程式为Ba(OH)2===Ba2+＋2OH－，H2SO3是弱酸，分两步电离H2SO3⥫⥬HSO＋H＋、HSO⥫⥬SO＋H＋，故D项正确。 答案：　(1)ae　b　d　(2)D 1．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是(　　) A.蒸馏水中，c平(H＋)·c平(OH－)＝1×10-14 mol2·L-2 B.纯水中，25 ℃时，c平(H＋)·c平(OH－)＝1×10-14 mol2·L-2 C.25 ℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中，c平(H＋)·c平(OH－)＝1×10-14 mol2·L-2 D.Kw随温度升高而增大 A　[Kw只与温度有关，升高温度，Kw增大，25 ℃时，纯水和任何以水为溶剂的稀溶液中Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)＝1×10-14 mol2·L-2，A中未指明温度，关系式不一定成立。] 2．相同温度的下列溶液：①0.1 mol·L-1硫酸　②0.01 mol·L-1NaOH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 C　[0.1 mol·L-1H2SO4溶液中c平(H＋)＝0.2 mol·L-1，0.01 mol·L-1NaOH溶液中c平(OH－)＝0.01 mol·L-1；H2SO4溶液中的OH－来源于H2O的电离，NaOH溶液中的H＋来源于H2O的电离，二者溶液中Kw相等，则有0.2 mol·L-1×c水(OH－)＝0.01 mol·L-1×c水(H＋)，推知＝＝。] 3．水的电离方程式为H2O⥫⥬H＋＋OH－，在25 ℃时，Kw＝1.0×10-14 mol2·L-2, 在35 ℃时，Kw＝2.1×10-14 mol2·L-2，则下列叙述正确的是(　　) A.Kw随着温度的升高而减小 B.35 ℃时，c平(H＋)＞c平(OH－) C.35 ℃时水的电离程度比25 ℃时的小 D.水的电离是吸热过程 D　[35 ℃时水的离子积大于25 ℃时水的离子积，说明Kw随着温度的升高而增大；无论温度高低，纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)；升高温度，水的电离程度增大，即水的电离是吸热过程。] 4．在不同的温度下的水溶液中c平(H＋)与c平(OH－)的关系如图所示。请回答下列问题： (1)曲线Ⅰ代表的温度下，水的离子积为________，曲线Ⅰ所代表的温度________(填“高于”、“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)曲线Ⅰ所代表的温度下，0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c平(H＋)为________ mol·L-1。 解析：　(1)根据曲线中的数据，可以知道曲线Ⅰ代表的温度下水的离子积为1×10-12 mol2·L-2，水的电离是吸热过程，温度越高，水的离子积就越大，曲线Ⅰ所代表的水的离子积比曲线Ⅱ的大，所以曲线Ⅰ代表的温度高。(2)曲线Ⅰ所代表的水的离子积为1×10-12 mol2·L-2，0.01 mol·L-1的NaOH溶液中c平(OH－)＝10-2 mol·L-1，则c平(H＋)＝10-10 mol·L-1 答案：　(1)1×10-12 mol2·L-2　高于　曲线Ⅰ所代表的水的离子积比曲线Ⅱ的大　(2)10-10 学科网（北京）股份有限公司 $