2020年高中化学 第03章 专题3.2.1 水的电离与溶液的酸碱性导学案 新人教版选修4

2019年

3-2-1 水的电离与溶液的酸碱性（第一课时）

【学习目标】

1．熟悉水的电离，会正确书写水的电离方程式，能正确书写水的离子积常数表达式。 2．会分析外界因素对水的电离平衡的影响。 3．知道溶液酸碱性与pH的关系。 【学习重难点】

学习重点：水的离子积， pH的相关概念，pH与溶液酸碱性的关系。 学习难点：水的离子积， pH的相关概念，pH与溶液酸碱性的关系。 【自主预习】 一、溶液的pH

1．定义 pH= -lg c(H)，广泛pH的范围为0～14。

注意：当溶液中c(H)或c(OH)大于1mol时，不用pH表示溶液的酸碱性。 我们先来回忆一下溶液的pH与酸碱性有什么关系

+

-+

2、25℃时溶液的酸碱性，任何情况下 酸性:c(H) ＞c(OH) c(H)＞10； 中性:c(H) ＝c(OH)c(H)＝10；碱性:c(H) ＜c(OH) c(H)＜10

3．pH值（一种表达溶液酸碱度的方法） pH定义：pH是c（H）的负对数，即pH=－lg c（H）。 如：c（H） = 1×10mol/L， pH=－lg10 ＝7.0 c（H） = 1×10mol/L， pH=－lg10 ＝5.0 c（H） = 1×10mol/L， pH=－lg10 ＝9.0 4．（1）pH与溶液酸碱性的关系（25℃时）

pH与溶液的酸碱性比较以及变化趋势

pH[ pH<7 pH=7 pH>7 溶液的酸碱性 溶液呈 ，pH越小， 溶液呈中性 溶液呈 pH越大， +

—9

—9

+

—5

—5

+

—7

—7

+

+

+

－

+

－7

+

－

+

－7

+

－

+

－7

（2）改变溶液pH的常用方法

改变溶液pH的方法

pH变化 采取的措施

2019年 若pH增大 若pH减小 （当溶液中氢离子浓度很小时，为了更方便表示酸碱性，通常用pH来表示，当c（H）>1mol/L或小于10时，

使用pH值更不方便。所以用物质的量浓度表示更好。 pH一般表示1mol/L以下c（H） 的浓度） 5．pH的测定方法 ：pH试纸：测定溶液的pH广泛试纸识别差值为1；试纸的使用方法：用干燥洁净的玻璃棒蘸

取溶液点在试纸中央，与标准比色卡进行对照得pH 。 pH计：精确测定溶液的pH 读数到 0.01，参看教材P47

+

+

-14

二、水的离子积

1．水的电离，水是一种弱电解质，水的电离可以表示为 H2O + H2O

H3O + OH 简写为H2O

+

—

H + OH

+—

水的电离有以下哪几个特点：

能完全电离；②电离过程可逆，存在电离平衡；③条件改变时，电离平衡发生移动。 2．求水的电离平衡常数。1L水的浓度为： 1000 g·L

—1

—1

÷18 g·mol = 55．56 mol·L

—7

—1

实验证明，25℃时，1L水中只有1×10mol的水分子发生电离，由于水的浓度是一个定值，那么K电离与C(H2O)

的乘积也是一个常数，称为KW。

水的离子积常数 ，在25℃时， Kw = c(H) ·c(OH) =1×10Kw叫水的离子积常数，简称水的离子积。Kw = 1×10

—14

+

—

—14

(说明)在没有特别说明的情况下，水的离子积均指25℃时的数值。

（虽然c(H) 与 c(OH)都有单位，但水的离子积常数是没有单位的．在计算时，注意别画蛇添足。） Kw 适用于稀的酸溶液，稀的碱溶液，盐溶液 【预习检测】

1．下列说法正确的是( )

+

—

2019年

A．水的电离方程式：H2O===H＋OH B．升高温度，水的电离程度增大 C．在NaOH溶液中没有H D．在HCl溶液中没有OH

2．现有如下各化合物：①酒精 ②氯化铵 ③氢氧化钡 ④氨水 ⑤H2SO4 ⑥铜 ⑦H3PO4 ⑧二氧化碳请用物质序号填

空：

（1）属于电解质的有______________。 （2）属于非电解质的有______________。 （3）属于强电解质的有__________。 （4）属于弱电解质的有__________。

合作探究

探究活动一： 水的电离

1．水是一种极弱的电解质，能够微弱的电离产生H和OH，其过程是可逆过程。请你据此写出水的电离方程式

，当水电离产生H和OH的速率与H和OH结合成水分子的速率 时，水的电离达到了 状态。

（1）水的电离平衡常数表达式是K电离＝ 。

（2）请你根据水的电离平衡常数表达式，推导并写出水的离子积常数的表达式 。 （3）常温下，水的离子积常数Kw＝1.0×10

＋

－4

－1

－14

＋

－

＋

－

＋

－

－＋

＋－

mol·L，则纯水中[H]是

－

2－2＋

_ 。

；若某

酸溶液中[H]＝1.0×10 mol·L，则溶液中[OH]为 2．分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O

＋

－

_

H＋OH的影响，并填写下表：

溶液中[OH－溶液中改变条件 电离平衡 [H＋pH 溶液的酸碱性 Kw ] ] 升高温度 加入酸 加入碱 加入钠 [归纳总结]

1．水的离子积常数Kw＝ （1）Kw只与温度有关，温度升高，Kw 。 （2）常温时，Kw＝1.0×10

＋

－14

mol·L，不仅适用于纯水，还适用于 。

－

＋

－

2－2

（3）不同溶液中，[H]、[OH]可能不同，但任何溶液中由水电离出的[H]与[OH]总是 的。 2．外界条件对水的电离平衡的影响

（1）因水的电离是 过程，故温度升高，会 水的电离，[H]、[OH]都 ，水仍呈 。 （2）外加酸(或碱)，水中[H]或[OH] ，会 水的电离，水的电离程度 ，Kw 。 【学以致用】

＋

－

＋

－

2019年

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Kw＝[H][OH]，所以Kw随溶液中[H]和[OH]的变化而变化 B．水的离子积Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量 C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，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.常温下,在0.1 mol·LHCl溶液中,水的离子积常数数值是 ( )

A.1.0×10 B.1.0×10 C.1.32×10探究活动二：影响水的电离因素分析

（1）温度：升高温度，水的电离平衡 ，Kw

升高温度， 水的电离，水的电离平衡 移动，使c(H) 与 c(OH) ， 例如在100℃时，Kw = 1×10

—12

+

—

-14

-13

-14

-1

＋

－

＋

－

D.1.32×10

-15

，溶液呈中性时c(H) = c(OH) 1×10 mol·L

+——6—1

（2）改变下列条件水的电离平衡是否移动?向哪个方向移动?水的离子积常数是否改变?是增大还是减小?①升高

温度 ②加入NaCI ③加NaOH ④加HCI

水中加入酸后，就成了酸溶液，此时溶液中还有OH吗? （3）溶液的酸碱性与c(H) 、c(OH)的关系

在水中加酸时，水的电离平衡移动后， 减小，溶液中 增大；在水中加碱时， 增大，

减小。不论在酸或碱的稀溶液中， 的乘积始终等于水的离子积，在25℃时，为 。在稀溶液中，KW只受 影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。 在其它条件一定的情况下，温度升高，KW ，温度降低，KW ，。 （4）在0.01mol/LHCl溶液中

c(H)= ，c (OH)= ， c(H

＋ +

-+

—

—

)水= ， c(OH)水= 。

＋

－

结论：c(H)水 c(OH)水

－

（5）在0.01mol/LNaOH溶液中

c (OH)= ， c(H)= ， 由水电离出的c(H c(H

＋

＋

-+

)水和c(OH)水,

－

－

)水= ， c(OH)水= 。

＋

结论：c(H

)水 c(OH)水 。

－

【学习小结】