第三章 第二节 第1课时 水的电离(学生版)

第二节水的电离和溶液的pH

第1课时水的电离

[核心素养发展目标] 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、分析外界条件对水的电离平衡的影响。3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H＋)或c(OH－)，能分析应用水的电离平衡曲线。

一、水的电离平衡

1．水的电离

(1)水是一种极弱的。

(2)水的电离方程式为H2O＋H2O H3O＋＋OH－，简写为H2O H＋＋OH－。

(3)水的电离是吸热过程。

2．水的离子积

1．某温度时，水溶液中K w＝4×10－14，那么该温度比室温(25 ℃)高还是低？该温度下纯水中c(H＋)是多少？

提示。

2．水的离子积常数K w＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－一定是水电离出来的吗？

提示

。

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＝c(H＋)·c(OH－)，所以K w随溶液中c(H＋)和c(OH－)的变化而变化

B．水的离子积常数K w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K w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．与纯水的电离相似，液氨中也存在微弱的电离：2NH3NH＋4＋NH－2。据此判断，以下叙述错误的是() A．液氨中含有NH3、NH＋4、NH－2等粒子B．一定温度下，液氨中c(NH＋4)·c(NH－2)是定值

C．液氨中电离达到平衡时，c(NH3)＝c(NH＋4)＝c(NH－2)

D．只要不加入其他物质，液氨中c(NH＋4)＝c(NH－2)

二、外界条件对水的电离平衡的影响

分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O H＋＋OH－ΔH>0的影响，并填写下表：

改变条件平衡移动方向c(H＋)c(OH－)水的电离程度K w

升高温度

加入HCl(g)

加入NaOH(s)

加入活泼

金属(如Na)

加入NaHSO4(s)

(1)升高温度，若K w增大到1×10－12，则纯水电离出的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1()

(2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，K w减小()

(3)25 ℃时，若溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1()

(4)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有的离子浓度都减小()

(5)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()

分析下列过程中H2O的电离程度的变化(25 ℃)。

(1)Zn与稀硫酸反应制H2：。

(2)氨水加水稀释时：。

(3)向NaOH溶液中滴入盐酸至过量：。

(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反应：。

1．下列操作能使水的电离平衡发生移动，且c(H＋)＞c(OH－)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

2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－ΔH>0，下列叙述正确的是()

A．将纯水加热到95 ℃时，K w变大，pH不变，水仍呈中性

B．向纯水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)增大，K w变小

C．向纯水中加入少量碳酸钠固体，影响水的电离平衡，c(H＋)减小，K w不变

D．向纯水中加入氯化钠固体或盐酸，均可抑制水的电离，K w不变

三、K w 的应用

1．水的电离平衡曲线的理解与识别

(1)曲线上的任意点(如a ，b ，c)的K w 都 ，即c (H ＋

)·c (OH －

) ，温度 。 (2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的K w ，温度 。

(3)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 。 2．溶液中水电离出的c (H ＋

)或c (OH －

)的计算方法

K w 表达式中c (H ＋

)、c (OH －)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下： (1)酸溶液中K w ＝c 酸(H ＋

)·c 水(OH －

)(忽略水电离出的H ＋

的浓度)。 (2)碱溶液中K w ＝c 水(H ＋

)·c 碱(OH －

)(忽略水电离出的OH －

的浓度)。

(3)外界条件改变，水的电离平衡发生移动；但由水电离出的c (H ＋

)与水电离出的c (OH －

)一定相等。 (4)室温下，由水电离出的c (H ＋

)＝1×10

－13

mol·L

－1

的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。

溶液中水电离出的c (H ＋

)或c (OH －)的计算。 (1)室温下，0.01 mol·L

－1盐酸中，c (OH －)＝ ， 2H O c (H ＋

)＝ 。

(2)室温下，0.01 mol·L －

1 NaOH 溶液中，2H O c (H ＋

)＝ ，2H O c (OH －

)＝ 。 (3)室温下，某溶液中2H O c (H ＋

)＝1×10

－12

mol·L －

1，则该溶液呈 性。

(4)在室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c (H ＋

)和c (OH －

)还相等吗？c (H ＋

)·c (OH －

)＝1.0×10

－14

还成立吗？

1.一定温度下，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 ．该温度下，a 点溶液呈碱性

B ．该温度下，0.01 mol·L －

1NaOH 溶液中c (H ＋

)＝1.0×10

－12

mol·L －

1

C ．该温度下，加入NaOH 可能引起由d 向b 的变化

D ．b 点时，升高温度，可能引起由b 向c 的变化 2．如图表示水中c (H ＋

)和c (OH －

)的关系，下列判断错误的是( )