2014年鲁科版化学选修4第三章第一节水溶液

第 3 章物质在水溶液中的行为第 1 节水溶液

一、教学目标

1. 了解水的电离和水的离子积

2. 了解溶液的酸碱性和溶液酸碱度的表示方法

3. 掌握pH值的简单计算及其与溶液酸碱性的关系

4. 掌握电解质在溶液中的存在形式

二、教学重点、难点

溶液pH的计算

三、知识梳理

（1）水的电离

1. 水的电离

大量实验证实了，水是能够电离的，其电离方程式为：

H2O H++OH—

实验也同时表明：水很难电离，其平衡常数为：K c＝[H+][OH—]/[H2O] 2. 水的离子积常数

（1）定义：在水溶液中H+和OH—浓度的乘积。

（2）表达式：K w=[H+][OH—]

（3）与电离平衡常数K c 的关系：

K w=K c[H2O]

因为在一定温度下K c和[H2O]都是不变的常数，故K w也是只与温度有关的常数。

（4）影响因素及影响效果：温度：因为电离过程是吸热的，所以温度越高，K w越大。

（5）特定温度下水的离子积常数

①25℃时，K w=1.0×10—14 mol2·L—2

②100℃时，K w=5.5×10—13 mol2·L—2

（二）溶液的酸碱度

1. 溶液的酸碱性

（1）表示方法：H+浓度、OH—浓度、pH。

（2）酸碱性强弱判断标准：[H+]和[OH—]相对大小、pH值大小、指示剂。

酸性溶液：[H+]>[OH—]

碱性溶液：[H+]<[OH—]

中性溶液：[H+]=[OH—]

2.有关溶液pH值的求算

（1）单一溶液

①强酸：先求出溶液的H+浓度，再通过pH=-lg[H+]求溶液的pH。

②强碱：先求出溶液的OH—浓度，再通过[H+]=K w/[OH—]求出溶液的H+浓度，最后求得pH值。

（2）溶液的稀释（强酸或强碱）

①一般稀释（稀释后pH ≤6 的酸或pH ≥8 的碱）：不要考虑水电离出的H+（酸溶液中）和OH—（碱溶液中），而酸电离出的H+或碱电离出的OH—的物质的量是主体。

②无限稀释（稀释后pH >6 的酸或pH <8 的碱）:需要考虑水电离出的H+和OH—

（3）溶液的混合（不考虑体积效应）

①强酸和强酸：[H+]={[H+]1·V1+[H+]2·V2}/（V1+V2）；pH=-lg[H+]。

②强碱和强碱：[OH—]={[OH—]1·V1+[OH—]2·V2}/（V1+V2）；[H+]=K w/[OH—]；pH=-lg[H+]。

【规律总结】0.3规律：

pH值不同的两强酸溶液等体积混合，混合液的pH值比强的弱0.3；pH值不同的两强碱溶液等体积混合，混合液的pH值比强的弱0.3；

③强酸和强碱：

强酸过量：[H+]={[H+]酸·V酸-[OH—]碱·V碱}/（V酸+V碱）

强碱过量：[OH—]={[OH—]碱·V碱-[H+]酸·V酸}/（V碱+V酸）

恰好中和：则溶液呈中性

（三）电解质在水溶液中的存在形态

1.电解质、非电解质的概念和本质区别

定义种类本质区别相同点

电解质在水溶液或熔化状态下能导电

的化合物酸、碱、绝大

多数盐、金属

氧化物、水

两种状态下能否

电离

均为化合物

非电解质在水溶液或熔化状态下都不能

导电的化合物多数有机化合物、非金属氧化物、NH3

2.强电解质、弱电解质的概念和本质区别

定义种类本质区别相同点

强电解质在水溶液中能完全

电离的电解质强酸、强碱和绝大

多数盐

在水溶液中能否

完全电离

除水外，均为

电解质中的酸、

碱或盐

弱电解质在水溶液中只有部

分电离的电解质

弱酸、弱碱和水

强酸和弱酸、强碱和弱碱的界定：

①常见的强碱：第IA 族.第IIA 族钙元素以下的氢氧化物

②常见弱碱：除①以外的常见碱如：NH3·H2O

③常见强酸：HCl、HNO3、H2SO4、HBr、HI、HClO4等

④常见弱酸：除③以外的常见酸如：CH3COOH

3.电离方程式的书写强电解质用“=”,弱电解质用“ ”，多元弱酸要分步写。

Fe2(SO4)3=2Fe3+ +3SO42－；

NaHCO3 = Na++ HCO3－

NH3·H2O NH4++ OH－；

H2CO3HCO3－+ H+，HCO3－CO32－+ H+

【典例分析】

例题1. 下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（）

A.因为水的离子积常数的表达式是K w=[H+][OH—]，所以K w随溶液H+和OH—浓度的变化而变化

B. 水的离子积常数K w与水的电离常数K c是同一个物理量

C. 水的离子积常数仅仅是温度的常数，随温度的变化而变化

D. 水的离子积常数K w与水的电离常数K c是两个没有任何关系的物理量

解析：水的离子积常数的表达式是K w=K c·[H2O]，一定温度下K c和[H2O]都是不变的常数，所以K w仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是K w=[H+][OH—]，但是只要温度一定，K w就是不变的常数，溶液中H+浓度变大，OH—的浓度就变小，反之亦然。

答案：C

点评：本题考查水的离子积常数的“来龙去脉”。

例题 2. 常温下，下列 4 种溶液：①pH=0的盐酸②0.1mol·L—1的盐酸③0.01mol·L—1的NaOH溶液④pH=11的NaOH溶液.它们由水电