高中化学人教版 (2019)选择性必修1水的电离和溶液的pH第1课时导学案

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第1课时 水的电离
新知探究(一)——水的电离
1.水的电离
(1)水是一种极弱的 ,能发生微弱的电离。
(2)水的电离方程式为 ,简写为H2O⇌ 。
2.水的离子积
[微点拨] 不同溶液中,c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
3.外界条件对水的电离平衡的影响
(1)改变一种条件对水的电离平衡的影响
其他条件不变的情况下,改变一种条件,对水的电离平衡H2O⇌H++OH- ΔH>0的影响如下表:
(2)反应条件对水的电离平衡的影响
①因水的电离是吸热过程,故温度升高,会促进水的电离,c(H+)、c(OH-)都增大,水仍呈中性。
②外加酸(或碱),水中c(H+)[或c(OH-)]增大,会抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
③加入活泼金属,可与水电离产生的H+直接发生置换反应,产生H2,使水的电离平衡向右移动。
[题点多维训练]
1.下列关于水的离子积常数的叙述正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是Kw=c(H+)·c(OH-),所以Kw随溶液中c(H+)和c(OH-)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K电离是两个没有任何关系的物理量
2.在某温度时,测得纯水中的c(OH-)=2.0×10-7 ml·L-1,则c(H+)为( )
A.2.0×10-7 ml·L-1 B.1.0×10-7 ml·L-1
C.1.0×10-142.0×10-7 ml·L-1D.4.0×10-7 ml·L-1
3.下列操作能使水的电离平衡发生移动,且c(H+)>c(OH-)的是( )
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CO2气体
D.向水中加食盐晶体
4.已知:H2O⇌H++OH-,在25 ℃、35 ℃下水的离子积分别为1×10-14、2.1×10-14。
则下列叙述不正确的是( )
A.水的电离是一个吸热过程
B.某温度下水的pH=7.5时,c(H+)0的说法不正确的是[已知pH=-lg c(H+)]( )
A.将水加热至50 ℃,水的电离平衡正向移动,水依然呈中性
B.向水中加入少量NaOH,水的电离平衡逆向移动,溶液呈碱性
C.向水中加入少量冰醋酸,水的电离平衡逆向移动,溶液呈酸性
D.常温下,pH=2的盐酸中,水电离的c(H+)=1.0×10-2 ml·L-1
3.(2025·泸州高二期中)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,a点溶液呈酸性
C.该温度下,水的离子积常数为1.0×10-13
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
4.(1)某温度时,水的Kw=1×10-12,则该温度 (填“>”“c(H+);B项中c(H+)=c(OH-);C项中通入CO2:CO2+H2O⇌H2CO3⇌H++HCO3-,使水的电离平衡向左移动,且c(H+)>c(OH-);而D项中c(H+)=c(OH-)。
4.选B 在25 ℃、35 ℃下H2O的离子积分别为1×10-14、2.1×10-14,说明升高温度电离程度变大,H2O的电离为吸热过程,故A正确;H2O的pH=7.5,则c(H+)=10-7.5,但未注明温度,不知H2O的离子积,不能计算出氢氧根离子的浓度,即不能比较二者的大小,故B错误;温度升高,H2O的电离程度增大,氢氧根离子浓度增大,故C正确;H2O的电离是吸热过程,温度越高,电离程度越大,所以50 ℃时水的离子积大于2.1×10-14,故D正确。
新知探究(二)
[典例] 解析:(1)纯水的电离平衡中,c(H+)=c(OH-),B点Kw=c(H+)·c(OH-)=10-6.5×10-6.5=1×10-13,B点水的离子积常数大于A点,原因是水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,则离子积常数增大。(2)向水中滴加盐酸,c(H+)增大,水的电离平衡向左移动,c(OH-)减小,体系中c(H+)≠c(OH-),体系不会处于B点状态。(3)T ℃时,Kw=1×10-13,若盐酸中c(H+)=5×10-4 ml·L-1,则由水电离产生的c水(H+)等于水电离产生的c水(OH-),为1×10-135×10-4 ml·L-1=2×10-10 ml·L-1。
答案:(1)1×10-13 水的电离是吸热过程,温度升高,水的电离程度增大,则离子积常数增大 (2)不能 滴加盐酸后,c(H+)增大,水的电离平衡左移,c(OH-)减小,体系中c(H+)≠c(OH-)
(3)2×10-10 ml·L-1
[题点多维训练]
1.选A 在相同温度下,0.01 ml·L-1的NaOH溶液中c(OH-)是0.01 ml·L-1,水电离产生的氢离子为Kw0.01 ml·L-1,0.01 ml·L-1的盐酸中c(H+)是0.01 ml·L-1,水电离产生的氢离子等于氢氧根离子浓度,为Kw0.01 ml·L-1,二者均抑制水的电离,且抑制程度相同。
2.选D 水的电离吸热,将水加热至50 ℃,水的电离平衡正向移动,但水电离出的氢离子和氢氧根离子的浓度始终相等,水依然呈中性,故A正确;向水中加入少量NaOH,氢氧根离子浓度增大,水的电离平衡逆向移动,溶液呈碱性,故B正确;向水中加入少量冰醋酸,氢离子浓度增大,水的电离平衡逆向移动,溶液呈酸性,故C正确;盐酸抑制水电离,常温下,pH=2的盐酸中,水电离的c(H+)=1.0×10-12 ml·L-1,故D错误。
3.选B 温度升高,水的离子积常数增大,水溶液中,氢离子和氢氧根离子浓度都增大,不在曲线上,故A错误;该温度下,a点溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,a点溶液呈酸性,故B正确;b点氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 ml·L-1,故Kw=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,故C错误;d点,水的离子积常数减小,稀释不会引起水的离子积的改变,溶液向中性靠近,该温度下,稀释溶液可能引起由c向b的变化,故D错误。
4.解析:(2)NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为1×10-7 ml·L-1。(3)Zn与稀硫酸反应过程中,溶液中c(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(H+)减小,水的电离平衡向右移动。(4)25 ℃时,0.1 ml·L-1盐酸中c(H+)与0.1 ml·L-1 NaOH溶液中c(OH-)相等,故两溶液中水的电离程度相等。同理0.1 ml·L-1 H2SO4和0.1 ml·L-1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等,0.1 ml·L-1 CH3COOH和0.1 ml·L-1氨水中水的电离程度几乎相等,酸溶液中c(H+)越大或碱溶液中c(OH-)越大,水电离出的c(H+)就越小,故6种溶液中水电离出的c(H+)由大到小的关系为③=④>①=⑤>②=⑥。
答案:(1)> 升温促进水的电离,Kw增大
(2)1×10-7 (3)向右 向右 (4)③=④>①=⑤>②=⑥
学习目标
重点难点
1.认识水的电离,了解水的离子积常数。能运用弱电解质的电离模型分析水的电离、分析外界条件对水的电离平衡的影响。
2.掌握溶液的酸碱性与pH的关系。掌握检测溶液pH的方法,了解溶液pH调控的意义。
重
点
1.pH与溶液酸碱性的关系。
2.酸碱中和滴定实验的操作技能。
难
点
准确判断酸碱中和滴定的终点
表达式
Kw=c(H+)·c(OH-)
影响因素
只与温度有关,随着温度的升高,Kw
25 ℃时,Kw=
适用范围
Kw不仅适用于 ,也适用于稀的
升高温度
加入
HCl(g)
加入
NaOH(s)
加入金属钠
平衡移动方向
右移
左移
c(H+)
增大
减小
减小
c(OH-)
增大
减小
水的电离程度
减小
Kw
不变
不变(忽略
温度变化)
酸溶
液中
H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水的电离。如25 ℃时,0.01 ml·L-1的盐酸中,酸电离出的c酸(H+)远大于水电离出的c水(H+),溶液中水电离出的c水(H+)可忽略,所以水电离出的c水(H+)=c(OH-)=Kwc酸 (H+)=10-12 ml·L-1
碱溶
液中
OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水的电离,如25 ℃时0.01 ml·L-1的NaOH溶液中,碱电离出的c碱(OH-)远大于水电离出的c水(OH-),溶液中水电离出的c水(OH-)可忽略,所以水电离产生的c水(OH-)=c(H+)=Kwc碱(OH-)=10-12 ml·L-1
纯水中
水电离出的c(H+)与水电离出的c(OH-)一定相等,即c(H+)=c(OH-)=Kw