第1节 水与水溶液

第3章物质在水溶液中的行为

第1节水与水溶液

第1课时水的电离及电解质在水溶液中的存在形态

一、水的电离

1．水的电离

H2O H＋＋OH－ΔH＞0（水是极弱的电解质，其电离过程吸热）

2．水的离子积

注意：K w＝[H＋][OH－]中，H＋和OH－不一定是由水电离出来的。如酸溶液中H＋由酸和水电离产生，碱溶液中OH－由碱和水电离产生，只要是水溶液必定有H＋和OH－，当溶液浓度不大时，总有K w＝[H＋][OH－]。

3.影响水的电离平衡的因素

H2O H＋＋OH－ΔH＞0

1．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－ΔH>0，下列叙述正确的是 ( )

A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c平(OH－)减小

B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c平(H＋)增大，K W不变

C．向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c平(H＋)减小

D．加热，K W增大，pH不变

答案：B

2．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl②NaOH③H2SO4④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )

A．④＞③＞②＞① B．②＞③＞①＞④

C．④＞①＞②＞③ D．③＞②＞①＞④

答案： C

3．下列有关水电离情况的说法正确的是( )

A．100 ℃时，K w＝10－12 mol2·L－2，此温度下pH＝7的溶液一定呈中性

B．NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3、NaHSO4溶于水，对水的电离都有促进作用

C．25 ℃时，pH＝12的烧碱溶液与纯碱溶液，水的电离程度相同

D．如图为水的电离平衡曲线，若从A点到C点，可采用升高温度的方法

答案： D

4．水电离出的c平(H＋)和c平(OH－)的计算

(1)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。

(2)稀酸溶液中，c平(OH－)来源于水的电离，因此水电离的c平(H＋)水＝c平(OH－)＝K W

c平H＋

。

(3)稀碱溶液中，c平(H＋)来源于水的电离，因此水电离的c平(OH－)水＝c平(H＋)＝K W

c平OH－

。

【例1】(1)向水中加入0.1 mol·L－1的盐酸，水的电离平衡向________方向移动。

(2)25 ℃时，0.1 mol·L－1的盐酸中，c平(H＋)＝________mol·L－1，c平(OH－)＝________mol·L－1，水电离出来的c平(H＋)＝________mol·L－1。

(3)某温度下测得纯水中c平(H＋)＝2×10－7mol·L－1，则此时c平(OH－)＝______________；该温度下向纯水中加盐酸使c平(H＋)＝5×10－6mol·L－1，则此时c平(OH－)＝______________。

答案：(1)逆(2)0.1 1.0×10－13 1.0×10－13(3)2×10－7mol·L－18×10－9mol·L－1

【例2】在水的电离平衡中，c平(H＋)和c平(OH－)的关系如图所示：

(1)A点水的离子积常数为1×10－14 mol2·L－2，B点水的离子积常数为__________________。造成水的

离子积常数变化的原因是____________________。

(2)100 ℃时，若向水中滴加盐酸，________(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态，原因是

_______________________________________________。

(3)100 ℃时，若盐酸中c平(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则由水电离产生的c平(H＋)＝_______________。

答案：(1)1×10－12mol2·L－2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，平衡左移，体系中c平(H＋)≠c平(OH－)，故体系不可能处于B点状态

(3)100 ℃时，K W＝1×10－12mol2·L－2，若盐酸中c平(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则由水电离产生的c平(H＋)为1×10－12÷(5×10－4) (mol·L－1)＝2×10－9(mol·L－1)。

思考1：若往CH3COOH溶液中逐滴加入一定浓度的烧碱溶液，水的电离程度如何变化？

答案：先增大后减小

思考2：常温时，水电离出的c平(H＋)为1×10－13mol·L－1时，溶液的酸碱性如何？

答案：水电离产生的c平(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，水的电离平衡受到抑制，有两种情况，①该溶液可能显酸性，c平(H＋)＝0.1 mol·L－1，②该溶液可能显碱性，c平(OH－)＝0.1 mol·L－1，故酸、碱都有可能。

二、电解质在水溶液中的存在形态

某化学课外活动小组设计实验探究溶液导电性与离子浓度的关系。实验装置如下图所示，根据所学知识回答下列问题。

1．溶液为什么能导电？

提示：溶液中存在自由移动的离子。

2．接通电源后a，b两个灯泡哪个更亮？试分析原因。

提示：b灯泡更亮。CH3COOH是弱电解质，HCl是强电解质。相同浓度的盐酸和醋酸溶液中，盐酸中离子浓度更大，溶液导电性更强。

3．向烧杯①中加入适量NaOH(s)与CH3COOH恰好完全反应，能看到什么现象？试分析原因。

提示：a灯泡变亮。CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O，原溶液CH3COOH为弱电解质，部分电离，恰好完全反应后生成CH3COONa，为强电解质，使烧杯①的溶液中离子浓度增大，溶液导电性增强。

小结：电解质溶液导的原因是溶液中存在自由移动的离子，导电能力取决于自由移动的离子浓度以及所带电荷数。