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2017-2018学年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 第1节 水溶液(第1课时)水的电离及电解质在水溶液中的_图文

第 1 节 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 [课标要求] 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,理解弱电解质电离平衡的含义。 3.能够书写常见弱电解质的电离方程式。

1.水的电离方程式为 H2O

H+ +OH-。

2.25 ℃时 KW=[H+][OH-]=1.0×10-14 mol2?L-2。

3.水的电离是吸热的可逆过程,升高温度,KW 增大,

水的离子积只受温度的影响。

4.任何水溶液中均存在水的电离平衡。

5.强电解质溶于水时完全电离,以离子形式存在,弱电

解质溶于水时部分电离,在水溶液中主要以分子形式

存在。

水的电离

1.水的电离

(1)电离特点:微弱,可逆 过程。

(2)电离方程式:H2O H++OH-。

2.水的离子积常数

[H+][OH-]

(1)水的电离平衡常数表达式为 K= [H2O] 。 (2)水的离子积常数表达式为 KW=__[_H___+_]_[_O___H__-_]__。

(3)KW 的影响因素: ①25 ℃时,KW= 1.0×10-14 mol2·L-2。 ②水的电离是 吸 热的可逆过程,升高温度,KW 增大 。 ③水的离子积常数只受 温度 的影响,与[H+]、[OH-]的变化无关。

1.只有在纯水中,才能使用 KW=[H+][OH-]吗? 提示:KW 不仅适用于纯水,还适用于酸、碱及盐的稀溶 液,且由水电离的[H+]水=[OH-]水。 2.影响水的电离平衡的因素有哪些? 提示:温度、酸、碱及活泼金属。

1.纯水和其他物质稀的水溶液(如酸、碱、盐水溶液)中都存 在 KW=[H+][OH-],常温下 KW=1.0×10-14(mol·L-1)2。
2.KW 表达式中,[H+]和[OH-]是指整个溶液中的[H+]和[OH-], 并不仅仅指由水电离的。但是一般情况下有下列情况:
酸溶液中 KW=[H+]酸[OH-]水(忽略水电离出的 H+的浓度); 碱溶液中 KW=[H+]水[OH-]碱(忽略水电离出的 OH-的浓度)。

3.外界条件对水的电离平衡的影响。

水的电离平衡移动

影响因素 H2O H++OH-

方向

原因

KW

温 升温

度 降温

外 加

加酸

酸 碱

加碱

外加活

泼金属

右移 左移 左移
左移
右移

水的电离 过程吸热
增大[H+]

增大 减小
不变

增大[OH-] 不变

金属消耗水 电离出的 H+

不变

影响结果

[H+] 变化 增大 减小

[OH-] 变化 增大 减小

[H+]与[OH-] 的关系
[H+]=[OH-] [H+]=[OH-]

增大 减小 [H+]>[OH-]

减小 增大 [H+]<[OH-]

减小 增大 [H+]<[OH-]

1.下列说法正确的是

()

A.水的离子积 KW 随温度的改变而变化 B.25 ℃时,只有在纯水中,才有 KW=1×10-14mol2·L-2

C.任何温度下,在酸、碱、盐稀水溶液中,都有 KW=1× 10-14 mol2·L-2

D.NaCl 溶液中既无 OH-也无 H+

解析:25 ℃时,任何物质稀溶液都有 KW=1.0×10-14(mol·L-1)2, B 错;温度升高,KW 增大,温度降低,KW 减小,C 错误;酸、 碱、盐水溶液中都存在 OH-和 H+,D 错。 答案:A

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.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,[OH-]降低

B.向水中加入少量固体硫酸氢钠,[H+]增大,KW 不变 C.向水中加入少量固体 NaOH,平衡正向移动,[H+]降低

D.将水加热,KW 减小 解析:加入氨水后溶液呈碱性,[OH-]增大,A 错;硫酸氢钠

在水溶液中完全电离:NaHSO4===Na++H++SO24-,[H+]增 大,KW 只与温度有关,不发生变化,B 对;水溶液中加入碱

后会抑制水的电离,平衡逆向移动,C 错;升温后水的电离

平衡正向移动,KW 增大,D 错。 答案:B

电解质在水溶液中的存在形态
1.强电解质和弱电解质 (1)强电解质:在稀的水溶液中 完全电离 的电解质称为强电 解质,包括 强酸 、强碱 和 大多数盐类 ;强电解质在水溶液中 全部以 离子 的形态存在。 (2)弱电解质:在水溶液中 部分电离 的电解质称为弱电解质, 其溶液中存在着 电离平衡 。如 弱酸 、弱碱 和 水 是弱电解质。 弱电解质在水溶液中主要以 分子形态存在。

2.电解质电离方程式的书写 (1)强电解质,用符号“ === ”,如硫酸、氯化钠的电离方程 式分别为 H2SO4===2H++SO24- 、 NaCl===Na++Cl- 。
(2)弱电解质,用符号“ ”,如醋酸、一水合氨的电离 方程式分别为 CH3COOH CH3COO-+H+ 、 _N_H__3_·H__2O_____N_H__+ 4_+__O_H__-__。
3.溶剂化作用 _溶__质__分__子__或__离__子__与溶剂 相互吸引的作用叫做溶剂化作用。 电解质溶于水后形成的离子或分子实际是以水合离子 或水合分子
的形态存在。

在四个烧杯中分别盛有等体积的 0.5 mol·L-1 的盐酸、氨水、 CH3COOH 溶液、NaCl 溶液,按下图装置连接仪器,接通电源 观察灯泡的亮度。
[问题思考] 1.上述实验现象是什么?结论是什么? 提示:盛有盐酸、NaCl 溶液的烧杯灯泡较亮,盛有氨水、 CH3COOH 溶液的烧杯灯泡较暗;同浓度的盐酸、NaCl 溶液 比氨水、CH3COOH 溶液导电能力强。

2.产生问题“1”中现象的原因是什么? 提示:在溶质浓度相同的情况下,溶液中离子浓度不同,灯
泡较亮的溶液中的离子浓度大于灯泡较暗溶液中的离子浓度。 3.强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力
强吗? 提示:不一定,与电解质溶液的浓度有关,很稀的强电解质
溶液也可能比浓度较大的弱电解质溶液的导电能力弱。 4.CaCO3 难溶于水,其水溶液的导电能力很弱,CaCO3
是弱电解质,对吗? 提示:虽然 CaCO3 难溶于水,但其溶于水的部分在水中完
全电离,故 CaCO3 是强电解质。

1.强电解质与弱电解质的比较

强电解质

弱电解质

概念

溶于水后能完全电离 溶于水后只有部分

的电解质

电离的电解质

化合物类型

离子化合物、 共价化合物

共价化合物

电离程度

完全电离

部分电离

强电解质

弱电解质

溶液中存在 只有电离出的阴、阳离 既有电离出的阴、阳离
的微粒(水 子,不存在电解质分子 子,又有电解质分子
分子不计)

实例

盐(包括难溶性盐);强

酸:HNO3、 H2SO4 等; 强碱:KOH、NaOH、

弱酸:H2CO3、 CH3COOH、HClO 弱碱:NH3·H2O、

等;

Ba(OH)2 等

Cu(OH)2、Fe(OH)3 等水

2.对强、弱电解质的理解 (1)电解质的强弱与溶解性无关 某些盐如 BaSO4、CaCO3 等,虽难溶于水却是强电解质;而如 CH3COOH、NH3·H2O 尽管易溶于水,却部分电离,是弱电解质。 (2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系 溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷 多少决定,很稀的强电解质溶液导电性很弱,浓度较大的弱电解质 溶液导电性可能较强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱。

3.电离方程式的书写

类型

电离方程式的特点

典型例子

强电解质

完全电离, 电离方程式

H2SO4===2H++SO24- NaOH===Na++OH-

写“===”

NaHSO4===Na++H++SO24-

弱电 解质

一元弱 酸或弱


不完全电离, 电离方程式 写“ ”

CH3COOH NH3·H2O

CH3COO-+H+ NH+4 +OH-

类型

电离方程式的特点

典型例子

分步电离,以第一步为

多元

主,电离方

H2CO3

弱电 弱酸

程式写“ ”

HCO- 3

解质

H++HCO3-(主) H++CO23-(次)

多元 用一步电离表示,且电 弱碱 离方程式写“ ” Cu(OH)2

Cu2++2OH-

1.下列关于电解质的叙述中,正确的是

()

①碳酸钙在水中溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质

②碳酸钙在水中的溶解度很小,但被溶解的碳酸钙全部电离,

所以碳酸钙是强电解质

③氯气和氨气的水溶液导电性都很好,所以它们是强电解质

④水难电离,纯水几乎不导电,所以水是弱电解质

A.①②

B.②③

C.①③

D.②④

解析

解析:电解质的电离与其溶解性无关,某些难溶(或微溶) 的盐,如 BaSO4、CaCO3 等,虽然其溶解度很小,但溶于 水的部分完全电离,则属于强电解质;导电性取决于离子 所带的电荷数及离子浓度,氨气溶于水生成的 NH3·H2O 发 生微弱电离,NH3·H2O 属于弱电解质,水属于弱电解质。 答案:D
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2.有下列电解质:①氯化铵 ②氢氧化钠 ③H2S ④碳酸氢钠 ⑤磷酸 ⑥硫酸 请用以上物质的序号,填写下列空白: (1)属于强电解质的有__①__②__④__⑥___; (2)属于弱电解质的有___③__⑤___。
解析:强酸(H2SO4)、强碱(NaOH)、盐(NH4Cl、NaHCO3) 属于强电解质;弱酸(H3PO4)属于弱电解质。

[三级训练·节节过关]

1.下列物质中,属于弱电解质的是

()

A.氯化氢

B.氢氧化钠

C.一水合氨

D.酒精

解析:氯化氢、NaOH 为强电解质,酒精为非电解质,

NH3·H2O 为弱电解质。

答案:C

2.下列说法正确的是

()

A.HCl 溶液中无 OH-

B.NaOH 溶液中无 H+

C.NaCl 溶液中既无 OH-,也无 H+

D.常温下,任何物质的水溶液中都有 H+和 OH-,且 KW =[H+][OH-]=1×10-14 mol2·L-2
解析:在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,H+和 OH-

共存。KW 只与温度有关,一定温度下,KW 为常数,即 25 ℃(常 温下)时 KW=1×10-14 mol2·L-2。 答案:D

3.向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是

()

A.[H+][OH-]乘积不变

B.[H+]增大

C.[OH-]减小

D.水电离出的[H+]增大 解析:由 H2O H++OH-,可知向蒸馏水中加入盐酸,[H+] 增大,电离平衡逆向移动,[OH-]减小,即 H2O 电离出的[H+] 减小,但溶液中[OH-][H+]不变。

答案:D

4.能够使 H2O+H2O H3O++OH-的平衡向右移动的措施是 ()
A.升高水溶液的温度 B.加入少量 H2SO4 溶液 C.加入少量 NaOH 溶液 D.向水中放入冰块 解析:水的电离是吸热过程,升高温度平衡右移,所以 A 正确、D 错误;外加酸、碱都对水的电离起到抑制作 用,B、C 错误。 答案:A



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