内容正文:
3.2.1 水的电离
【课程标准】认识水的电离,了解水的离子积常数
【教学目标】1.认识水的电离,了解水的离子积常数
2.能运用弱电解质的电离模型分析水的电离
【教学重点】理解水的离子积常数(Kw)的含义和性质。
【教学难点】掌握外界条件(温度、酸、碱、盐)对水的电离平衡的影响。
【学科素养】培养学生“变化观念和平衡思想”宏观辨识与微观探析
任务一 认识水的电离平衡
纯水几乎不导电水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离
水分子电离过程示意图:
1、水的电离方程式:
简写为:H2O H+ +OH-
H2O + H2O H3O+ +OH-
水合氢离子
①水的电离程度极弱
②纯水中c(H+)H2O = c (OH―)H2O
③任何情况下,c(H+)H2O = c (OH―)H2O
④水电离吸热。
特点:
K电离 =
c(H+) · c(OH-)
c(H2O)
任务二 水的离子积常数
学生活动1:阅读教材63-64,梳理下列问题
1、水的离子积常数的概念、表达式?
2、水的离子积常数的影响因素?
3、水的离子积常数的适用范围?
任务二、水的离子积常数
1、定义:
一定T下,纯水或稀溶液中c(H+)总与c(OH-)总的乘积是一个常数
室温25 ℃, 1L 水中含 mol H2O,却只有 mol H2O电离,因此c(H2O)可视为常数。
c(H+) × c(OH-)
c(H2O)·
K电离 =
Kw
水的离子积常数
55.6
1×10-7
2、表达式:
KW = c(H+)总 × c(OH-)总
①酸性溶液:
②碱性溶液:
KW =【c(H+)酸 + c(H+)水】× c(OH-)水
KW = c(H+)水 ×【c(OH-)碱 + c(OH-)水】
注意:在任何溶液中均存在 c(H+)水= c(OH-)水
常温下(25℃)下:KW = 10-14
100℃:KW = 10-12
H2O H+ + OH-,∆H>0
[问题] 结合弱电解质电离平衡的影响因素,填写下表空白。
任务三 水的电离平衡影响因素
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度 Kw
升高温度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入NaHSO4(s)
加入金属Na
加入NH4Cl(s)
加入NaAc(s)
【总结】越热越电离,酸碱抑制电离,化学反应促进电离
特例:H3BO3促进水的电离
(1)25℃,纯水的 c(H+) c(OH-) ?
(2)25℃,0.1mol/L HCl 溶液中 c(H+) c(OH-) ?水电离的 c(H+) c(OH-) ?
(3)25℃,0.1mol/L NaOH 溶液中 c(H+) c(OH-) ?水电离的 c(H+) c(OH-) ?
c(H+)水= c(H+)总= 10-7 mol/L
c(OH-)水 = c(OH-)总 = 10-7 mol/L
c(H+)总= 10-1 mol/L
c(H+)水= c(OH-)水 = 10-13 mol/L
c(OH-)总 = 10-13 mol/L
c(OH-)总 = 10-1 mol/L
c(H+)总= 10-13 mol/L
c(H+)水= c(OH-)水 = 10-13 mol/L
【能力提升】
酸碱抑制水的电离,导致常温下c(H+)水= c(OH-)水 <10-7 mol/L
定量分析酸碱对水的抑制
(1)25℃,纯水的 c(H+) c(OH-) ?
(2)25℃,0.1mol/L HCl 溶液中 c(H+) c(OH-) ?水电离的 c(H+) c(OH-) ?
(3)25℃,0.1mol/L NaOH 溶液中 c(H+) c(OH-) ?水电离的 c(H+) c(OH-) ?
c(H+)水= c(H+)总= 10-7 mol/L
c(OH-)水 = c(OH-)总 = 10-7 mol/L
c(H+)总= 10-1 mol/L
c(OH-)总 = 10-13 mol/L
c(OH-)总 = 10-1 mol/L
c(H+)总= 10-13 mol/L
c(H+)水= c(OH-)水 = 10-13 mol/L
25℃ pH=1 的HCl和pH=13的NaOH对水的抑制程度相同
c(H+)水= c(OH-)水 = 10-13 mol/L
定量分析酸碱对水的抑制
【能力提升】
25℃ pH=1的HCl和pH=13的NaOH对水的抑制程度相同
酸碱抑制水的电离,导致25℃下c(H+)水= c(OH-)水 <10-7 mol/L
常温下,某溶液由水电离出的c(H+)=10-12 mol/L,该溶液的pH?
pH=2 或 pH=12
c(H+)水= c(OH-)水 = 10-13 mol/L
定量分析酸碱对水的抑制
【能力提升】
任务四 水的离子积常数应用
曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw_________,温度__________。
曲线上的任意点(如a,b,c)的Kw都________,即c(H+)·c(OH-)_______,温度__________。
1、水的电离平衡曲线的理解与识别
实现曲线上点之间的转化需保持温度不变,改变___________;实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变__________。
相同
相同
相同
不同
不同
酸碱性
温度
任务四 水的离子积常数应用
识图方法:①面 ②线 ③点
1、水的电离平衡曲线的理解与识别
【典例2】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法错误的是( )
A.A、C两点可能为纯水
B.从A点到C点可采用的方法:升高温度,同时向水中加入少量NaCl固体
C.从C点到D点可采用的方法:降低温度,同时向水中加入少量NaHSO4固体
D.从A点到D点可采用的方法:保持温度不变,向水中加入少量碱
课堂小结
水的电离
H2O H+ + OH-
Kw = c(H+)· c(OH-)
25 ℃,Kw=1×10-14
外界条件对水的电离平衡的影响
水的离子积常数
水是一种极弱的电解质,能发生微弱的电离
适用范围:纯水或稀的电解质溶液
Kw的应用
影响因素:升高温度,Kw增大
水的电离
课堂练习
2.水是最常见的溶剂。下列说法不正确的是( )
A.水的电离方程式为H2OH++OH-
B.升高温度,水的离子积常数增大
C.常温下,由水电离出c(H+)=1×10-12 mol/L的溶液呈碱性
D.由水电离产生的c(OH-)=c(H+)
1.下列说法正确的是( )
A.1 mol·L-1的稀硫酸中存在OH-
B.Kw=1×10-14适用于任何温度、任何溶液
C.Kw随溶液中c(H+)和c(OH-)的变化而改变
D.水的电离只受温度影响,酸碱性对其无影响
为什么水的离子积常数只适用于纯水或稀溶液 ?
1L 18mol/L 浓硫酸 ρ=1.8 g/mL
m(H2O)
M(H2O) × V
——————
= 2 mol/L
≈ 42 mol/L
1L 12 mol/L 浓HCl ρ=1.2 g/mL
1L 14 mol/L 浓HNO3 ρ=1.4 g/mL
c(H2O) =
1400-14×63
18
—————
≈ 29 mol/L
c(H2O) =
1800-18×98
18 × 1
—————
=
c(H2O) =
1200-12×36.5
18
—————
1L 纯水
c(H2O)
≈ 55.6 mol/L
为什么水的离子积常数只适用于纯水或稀溶液 ?
1L 0.1mol/L 稀硫酸 ρ≈1 g/mL
≈ 55.0 mol/L
≈ 55.2 mol/L
1L 0.01mol/L 稀HCl ρ≈1 g/mL
c(H2O)
≈ 55.5 mol/L
1L 0.1mol/L 稀HNO3 ρ≈1 g/mL
m(H2O)
M(H2O) × V
——————
c(H2O) =
1000-0.1×98
18 × 1
—————
=
c(H2O)
1000-0.01×36.5
18 × 1
—————
=
1000-0.1×63
18 × 1
—————
=
从以上数据我们可以发现:
溶液浓度越大,c(H2O)相差越大,不是定值。
在稀溶液中,c(H2O)相差不大,而且浓度越稀,c(H2O)越接近于纯水,所以可以认为在稀溶液中c(H2O)是定值。
为什么水的离子积常数只适用于纯水或稀溶液 ?
课后作业
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