3.1.1 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态 课件 -2026-2027学年高二上学期化学鲁科版选择性必修1

第三章 物质在水溶液中的行为 第一节：水和水溶液 第一课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态 学习目标1.理解水的电离过程以及水的离子积常数的含义， 并能应用水的离子积常数进行相关计算。2.知道强弱电解质的区别，理解弱电解质的电离特点。3.能够书写常见弱电解质的电离方程式。 水是自然界里含量丰富的溶剂之一，许多化学反应需要在水溶液中进行，要认识水溶液中的反应我们先要认识水。 通过必修的课程学习，我们知道：在水中加入可溶性的电解质所形成的溶液可以导电。那么纯水能导电吗？为了解决这一问题，有人曾经用经过多次纯化的纯水进行导电性实验，最终发现它仍然能导电，这是为什么？ μS/cm 实验数据证明纯水实际上有微弱的导电性。 阅读教材P100了解水的电离，并完成导学案上相关填空 1.水的电离：水是一种 的电解质，能够微弱的电离，电离方程式为 。2.水的离子积Kw= 。一定温度下Kw为一个常数，25℃时，Kw= 。Kw不仅适用纯水，还适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。3.在任何溶液中均存在水的电离平衡，任何水溶液中都是 、 、 共存的4.水的电离过程为 过程，温度越高，Kw 。 纯水能导电 纯水导电性弱 存在自由 移动的离子 自由移动的离子的浓度很低 极少量H2O H＋ 纯水具有微弱的导电性说明了什么？ H＋、OH－ 电离 水是一种极弱的电解质，纯水中存在着电离平衡。 一.水的电离 H2O H++OH- （1）水是一种极弱的电解质，能微弱电离，存在电离平衡 （2）水的离子积——Kw Kw=C平(H+)×C平(OH-) 一定温度下，H+和OH-浓度的乘积为一定值，称为水的离子积常数（Kw），简称水的离子积。 由电离方程式可知，水电离出的H+ 浓度和 OH-浓度始终是相等的。 注意：Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液，Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)中，c平(H＋)、c平(OH－)均指整个溶液中的总物质的量浓度。 思考：根据化学平衡原理，水的离子积会受什么外界条件影响？ 不同温度下水的离子积常数 结论： 温度越高，Kw越大，Kw在一定温度下是个常数。 水的电离是一个吸热过程。 水的离子积很小，说明水的电离程度很小，其主要存在形态还是水分子 ■注意: （1）Kw是温度函数，一定温度下Kw是一个常数。 25℃时，Kw=10-14 mol2·L－2 （2）Kw只随温度的升高而增大，与C(H+) 、 C(OH-)无关。 （3）Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液。 （4）在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。 1.判断下列说法是否正确： (1)水的离子积常数Kw=10-14 (2)温度升高，纯水中的c平(H＋)增大，c平(OH－)减小 (3)水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子 (4)不管是纯水还是在酸、碱、盐溶液中，水电离产生的C平(H＋)和C平(OH－)始终相等。 × √ × √ 例1．25℃时，若某稀盐酸中，c平(H＋)＝1.0×10－4 mol·L－1，则溶液中c平(OH－)为 mol·L－1，c平(H＋)水 mol·L－1 1.0×10－10 一、酸或碱溶液中由水电离出的c平(H＋)水、c平(OH－)水的计算。1．在不同溶液中，c平(H＋)、c平(OH－)可能不同，但由水电离出的 c平(H＋)与c平(OH－)总是相等的。 2．稀酸溶液中，c平(H＋)水＝c平(OH－)溶液； 稀碱溶液中，c平(OH－)水＝c平(H＋)溶液。 1.0×10－10 3.Kw＝c平(H＋)·c平(OH－)中， c平(H＋)、c平(OH－)均指整个溶液中的总物质的量浓度。 ①纯水中：Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)水。 ②稀酸溶液中： 25℃时，若酸电离出的c平(H＋)酸>10－5 mol·L－1，则忽略水电离出的H＋。 Kw＝c平(H＋)酸·c平(OH－)水 ③稀碱溶液中： 25℃时，若碱电离出的c平(OH－)碱>10－5 mol·L－1，则忽略水电离出的OH－。 Kw＝c平(H＋)水·c平(OH－)碱 练1．某温度下，纯水中c平(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，则此时纯水中的c平(OH－)为________mol·L－1；若温度不变，滴入稀硫酸使c平(H＋)＝0.5 mol·L－1，则溶液中c平(OH－)为________ mol·L－1，由水电离产生的c平(H＋)为__________mol·L－1，此时温度________(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。 2×10－7 8×10－14　 8×10－14 高于 二、影响水电离平衡的因素： 对常温下的纯水进行下列操作，完成下表： 水的电离平衡移动方向 C(H+) C(OH-) C(H+) 与C(OH-) 大小关系 Kw变化 对平衡的影响 加热 加HCl 加NaOH 加Na ＞ = ＜ 不变 不变 促进 抑制 抑制 ＜ 不变 促进 知识回顾 1.电解质： 或 能导电的 。 非电解质： 和 均不能导电的 。 2.如何判断如何判断一种物质是电解质还是非电解质？ 溶于水 熔融状态 溶于水 熔融状态 化合物 化合物 导 思 议 展 评 检 规律方法“三步曲”判断电解质、非电解质 (1)首先看是不是化合物。电解质与非电解质都属于化合物。单质(如石墨)、混合物(如盐酸)既不是电解质,也不是非电解质。 (2)其次看在水溶液里或者在熔融状态下能否导电。电解质在一定条件下能导电,电解质导电的条件是电解质溶于水或熔融状态,二者具备其一即可。有些电解质溶于水导电,但熔融状态下不导电,如HCl气体;有些电解质在溶于水和熔融状态下都能导电,如BaSO4。 (3)最后还要看是不是该化合物自身发生电离而导电。溶于水能导电的化合物不一定是电解质,如CO2水溶液能导电,不是CO2分子本身直接电离产生离子,而是CO2与水反应生成的H2CO3电离出自由移动的离子而导电,H2CO3是电解质,但CO2不是电解质。 3、注意事项： ①电解质非电解质必须是化合物，能导电的不一定是电解质。（如铜，石墨能导电但是不属于电解质，盐酸溶液能导电但是不属于电解质，因为盐酸溶液是混合物。） ②电解质必须在水溶液或熔融态才导电，电解质本身不一定能导电 ③电解质必须是自身提供的离子导电，如NH3、SO2、CO2等；NH3、SO2、CO2在水溶液中能够导电，说明NH3·H2O、H2SO3、H2CO3是电解质，而自身不是，它们都是非电解质。 ④金属氧化物只在熔融状态下导电。如CuO、Na2O、Al2O3等 ⑤酸只在水溶液状态下导电。如HCl等 由Kw的数值很小可知，水的电离程度很小，其主要存在形态是水分子，因此纯水的导电能力很弱。加入电解质后导电能力增强，不同的电解质其导电能力是否相同？影响溶液导电性因素是什么？ 决定溶液导电性 的因素 自由移动离子浓度大小 离子所带电荷 纯水的导电能力非常弱，但是向其中加入电解质形成溶液后导电能力增强。请通过实验判断下列溶液的导电能力是否相同。 实验： 在四个烧杯中分别盛有等体积、等浓度（0.5mol·L-1）的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCI溶液，按图3-1-1所示装置连接仪器，接通电源，注意观察灯泡的亮度。 电解质溶液的导电能力一样吗 CH3COOH溶液 盐酸 氨水 NaCl溶液 实验现象：在体积和浓度相同的条件下，盐酸、NaCl 溶液的灯泡亮度比CH3COOH溶液、氨水的亮。 实验结论：在体积和浓度相同的条件下，盐酸、NaCl 溶液的导电能力比CH3COOH溶液、氨水的强。 1.电解质溶液导电的本质是什么？ 2.实验中各水溶液导电能力不同的原因是什么？ 3.氯化氢、醋酸等电解质在溶于水的过程中发生了哪些变化？它们最终以何种状态存在？ 溶液中存在能够自由移动的离子 溶液中离子浓度不同，离子浓度越高导电能力就越强 均发生了电离，氯化氢以离子形式存在，醋酸主要以分子形式存在，少量以离子形式存在 HCI和CH3COOH电离情况的比较 HCI存在形态 CH3COOH存在形态 CH3COOH分子、H+、CH3COO- H+、Cl- 1.电解质分类 在稀的水溶液中能完全电离的电解质。 强电解质： 弱电解质： 在溶于水时部分电离的电解质 2.常见的强弱电解质 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。 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。 强弱电解质   强电解质 弱电解质 定义 在水溶液中 的电解质 在溶于水 的 电解质 化合物 类型 电离程度 电离过程 溶液中存在微粒(H2O除外) 完全电离 部分电离 强酸、强碱、大多数盐、活泼金属氧化物 弱酸、弱碱、水、 完全 少部分 不可逆 可逆 阴、阳离子， 不存在溶质分子 阴、阳离子， 溶质分子 （1）.强电解质溶液的导电性一定比弱电解质溶液的导电性强吗？ （2）.易溶的电解质都是强电解质，难溶的电解质都是弱电解质 ，对吗？ 　　　　　　　　　　　　　　　　 电解质的强弱与物质的溶解性也没有关系。 电解质的强弱与导电能力没有直接关系； 3.注意事项 电离方程式 (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NH4＋＋OH－。 (2)多元弱酸：分步电离，电离程度逐步减弱，必须分步书写。 如H2CO3：H2CO3H＋＋HCO3 -(主)， HCO3 -H＋＋CO32-(次)。 (3)多元弱碱：分步进行的，但一般按一步电离的形式书写。 如Fe(OH)3：Fe(OH)3Fe3＋＋3OH－。 (4)水溶液中,强酸酸式盐完全解离如NaHSO4，NaHSO4=Na＋＋H＋＋SO42-， (5)NaHSO4，NaHCO3在熔融状态下，酸式酸根都不解离。 NaHSO4，NaHCO3在熔融状态下电离方程式分别为， NaHSO4 = Na+ + HSO4 NaHCO3 = Na+ + HCO3 因为熔融状态只能破坏离子晶体中的离子键，不能破坏离子晶体中的共价键。 - - 水溶液中,弱酸酸式盐第一步完全解离，酸式酸根部分解离如NaHCO3：NaHCO3 = Na+ + HCO3- HCO3 H++CO32- 溶剂化作用 溶质分子或离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。 下列物质中：①CO2 ②HCl ③NH3 ④HClO ⑤Cu ⑥NaOH ⑦NH3·H2O ⑧NaHCO3 ⑨Cu(OH)2 ⑩BaSO4 属于强电解质的是 ； 属于弱电解质的是 。 ②⑥⑧⑩ ④⑦⑨ 写出下列物质在水中的电离方程式 (1) Cu(OH)2 _____________________________ (2) Ca(OH)2 _____________________________ (3)HClO______________________________ (4)H2SO4 _______________________________ (5) NaHSO4 ____________________________ (6) NaHCO3 ____________________________ 迁移应用 Cu(OH)2⇌Cu2++2OH- Ca(OH)2 =Ca2++2OH- HClO⇌H++ClO- H2SO4 =2H++SO42- NaHSO4 =Na+ +H++SO42- NaHCO3 = Na+ + HCO3- 特别提醒： 在写电离方程式时强酸的酸式盐能电离出氢离子，弱酸的酸式盐不能电离出氢离子。 课堂小结 1.水的电离 2.电解质在水溶液中存在形态 电离方程式 水的离子积 影响因素 H2O H++OH- Kw=C平(H+)×C平(OH-) 温度、加酸、加碱 强电解质 弱电解质 完全电离 强酸、强碱、绝大多数盐 部分电离 弱酸、弱碱、水 ⇌ = $