第三章-水溶液中的离子平衡-导学案.doc

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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date第三章-水溶液中的离子平衡-导学案第三章-水溶液中的离子平衡-导学案第一节 弱电解质的电离目标定位1理解强电解质、弱电解质的概念。2能描述弱电解质在水溶液中的电离平衡，正确书写电离方程式。3理解一定条件下弱电解质的电离平衡移动。4了解电离常数的概念、表达式和意义。课前任务驱动1强弱电解质(1)电解质和非电解质：电解质。A定义：在 能导电的 。B常见物质： 、 、 、活

2、泼金属氧化物、水等。非电解质。A定义：在 都不能导电的 。B常见物质： 、 、 、 等(填四种物质)。(2)强、弱电解质：强电解质在水中 的电解质 、 和绝大多数 。六大强酸： 四大强碱： 弱电解质在水中 的电解质 、 和水。2弱电解质的电离(1)电离平衡：在一定条件(如温度、浓度)下，当弱电解质在溶液中 的速率和 的速率相等时，电离过程就达到了平衡状态。与化学平衡一样，具有 特征。(2)画出图像(3)电离方程式弱电解质的电离过程是可逆的，其电离方程式用“”表示。例如：CH3COOH： ；NH3H2O： 多元弱酸分步电离，以第一步为主。如H2S： ； (4)弱电解质的电离平衡形成过程中体系各粒

3、子浓度的变化：以CH3COOH为例，可表示如下：c(CH3COO)c(H)c(CH3COOH)初溶于水时达到电离平衡前达到电离平衡时3.电离常数(1)概念：在一定温度下，当弱电解质在水溶液中达到电离平衡时，溶液中电离的各离子 的乘积与未电离的分子的 的比值是一个常数。(2)表达式：对于HAHA，K 。(3)影响因素：电离平衡常数只与 有关，升高 ，K值 。在相同条件下，弱酸的电离常数越大，酸性 。多元弱酸的各级电离常数的大小关系是 ，所以其酸性决定于 电离。预习思考(1)NH3的水溶液能导电，NH3属于电解质吗？(2)25 时，1 mol/L的CH3COOH溶液中c(H)1 mol/L吗？(3

4、)弱电解质达到电离平衡后，还会继续电离吗？自测诊断1下列各组物质中，都是强电解质的是()AHBr、HCl、BaSO4 BNH4Cl、CH3COOH、Na2SCNaOH、Ca(OH)2、NH3H2O DHClO、NaF、Ba(OH)22弱电解质和强电解质的本质区别在于()A离子数目的多少 B物质的量浓度相同时，溶液的导电能力C在水溶液中是否完全电离 D化学式的写法不同3下列关于电解质的叙述正确的是()A一种物质不是电解质就一定是非电解质 B一种化合物不是强电解质就一定是弱电解质C难溶化合物不一定就是弱电解质D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4KHSO4在稀溶液中和熔融状态下都

5、存在的离子是()AH BHSO CSO DK5有关电离平衡的理解不正确的是()A电解质在溶液中达到电离平衡时，分子浓度和离子浓度相等B电离平衡状态下溶液中各微粒的物质的量浓度和质量分数均保持不变C电离平衡是动态平衡，弱电解质分子和其电离出来的离子每时每刻都在变化D改变条件时，电离平衡会发生移动，在新的条件下建立新的平衡6判断正误(1)氨气的水溶液能导电，故氨气属于电解质。()(2)醋酸在醋酸钠溶液中电离的程度大于在纯水中电离的程度。()(3)一定温度下，醋酸的浓度越大，其电离程度越大。()(4)固态NaCl不导电，因此NaCl不属于电解质。()(5)Fe(OH)3在水中的电离方程式是Fe(OH

6、)3Fe33OH。()(6)在一定温度下，CH3COOH浓度越大，电离常数越大。()课堂师生互动一、强弱电解质1. 重要提示举例说明一种物质不是电解质就一定是非电解质的说法是错误的。 SO2、NH3 、CO2、NO2等溶于水，其溶液能够导电，它们是否为电解质？ 举例说明电解质本身与导电没有必然联系。 2实验探究电解质的强弱(1)实验操作：分别取等体积的1 mol/L的盐酸和1 mol/L的醋酸溶液与等量镁条反应，观察实验现象；并测定这两种酸的pH。(2)实验记录：1 mol/L HCl1 mol/L CH3COOH与镁条反应的现象溶液的pH(3)实验现象分析与结论：等体积、等浓度的盐酸和醋酸与

7、等量镁条反应的剧烈程度及pH都有差别，说明 。开始1 mol/L HCl与镁条反应剧烈，而1 mol/L CH3COOH与镁条反应较慢，说明盐酸中氢离子浓度比醋酸中氢离子浓度 ，即HCl的电离程度 CH3COOH的电离程度。例1 下列物质：石墨三氧化硫液态氯化氢氯气熔融的硫酸钾食盐晶体H2SO4溶液乙醇冰醋酸NH3H2O，其中能够导电的是_，属于强电解质的是_，属于弱电解质的是_，属于非电解质的是_。 二、弱电解质的电离1电离方程式(1)强电解质：强电解质完全电离，在写电离方程式时，用“=”。如H2SO4 ，Ba(OH)2 ，K2SO4 。(2)弱电解质：弱电解质部分电离，在写电离方程式时，用

8、“”。一元弱酸、弱碱一步电离。如CH3COOHCH3COOH NH3H2ONHOH。多元弱酸分步电离，必须分步写出，不可合并(其中以第一步电离为主)。如H2CO3 (主要)， (次要)。多元弱碱分步电离，但通常一步写出。如Cu(OH)2 。弱酸的酸式盐在水溶物中既有完全电离，又有部分电离，如：NaHCO3 强酸的酸式盐在熔融的状态下只能电离成金属阳离子和酸式酸根离子，在水溶液中可以完全电离成3种离子。如：NaHSO4 NaHSO4 两性氢氧化物存在酸式电离和碱式电离，如： HAl(OH)3 3OH2弱电解质的电离平衡(1)弱电解质的电离平衡弱电解质的电离像可逆反应一样，在一定条件下达到平衡状态

9、电离平衡。弱电解质的电离具有与化学平衡相似的性质，电离平衡移动规律同样可以用勒夏特列原理解释。(2)思考与交流一元弱酸、一元弱碱的电离平衡问题问题1.写出弱酸HA、弱碱BOH的电离方程式。HAHA BOHOHB问题2.填写下表中的空白。HA电离过程中体系各粒子浓度的变化：c(H)c(A)c(HA)HA初溶于水时达到电离平衡前达到电离平衡时BOH电离过程中体系各粒子浓度的变化：c(B)c(OH)c(BOH)等体积等浓度的B、OH溶液相混合时达到电离平衡前达到电离平衡时【重难点】一元强酸与一元弱酸的比较(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸与一元弱酸的比较：比较项目c(H)pH中和碱的量与足量

10、活泼金属产生H2的总量与同一活泼金属反应的起始速率加少量相应钠盐(s)后的pH一元强酸一元弱酸(2)相同体积、相同c(H)的一元强酸的一元弱酸的比较：比较项目c(酸)pH中和碱的量与足量活泼金属产生H2的总量与同一活泼金属反应的起始速率加少量相应钠盐(s)后的pH一元强酸一元弱酸例2在a、b两支试管中，分别装入形状相同、质量相等的足量锌粒，然后向两支试管中分别加入相同物质的量浓度、相同体积的稀盐酸和稀醋酸。填写下列空白：(1)a、b两支试管中的现象：相同点是_，不同点是_，原因是_。(2)a、b两支试管中生成气体的速率开始时是v(a)_v(b)(填“大于”“小于”或“等于”)，反应完后生成气体

11、的总体积是V(a)_V(b)(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是_。(3)电离平衡的特征：(4)影响弱电解质电离平衡的因素温度：由于弱电解质的电离过程一般是 的，因此温度升高，电离平衡向 移动，弱电解质的电离程度 。浓度：增大弱电解质浓度或稀溶液时，电离平衡向 移动。A同一弱电解质，增大溶液的浓度，电离平衡向电离方向移动，但电离程度 。B稀释溶液时，电离平衡向电离方向移动，且电离程度 。同离子效应：若向弱电解质溶液中加入弱电解质电离出的某离子如在CH3COOH溶液中加入CH3COONa固体，增大了c(CH3COO)，电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动，弱电解质的电离程度 。离子反应效应

12、：若向弱电解质溶液中加入能与弱电解质电离出的离子结合的离子如在CH3COOH溶液中加入NaOH固体，因H与OH反应生成H2O，使c(H)减小，电离平衡将向电离方向移动，弱电解质的电离程度将 。(5)电离度定义：弱电解质在溶液中达到电离平衡状态时，已电离的电解质分子数占原有电解质分子总数(包括已电离和未电离)的百分率，称为电离度。表达式：电离度通常用表示。100% 100%100%意义：电离度实质上表示的是弱电解质达到电离平衡时的转化率，即表示弱电解质在水中的电离程度。【重难点】弱电解质的电离平衡以0.1 molL1的CH3COOH溶液为例(CH3COOHHCH3COO)条件改变平衡移动方向平衡

13、常数Kan(H)c(H)导电性电离度加热加盐酸加水稀释加冰醋酸加CH3COONa加NaOH例3 H2S水溶液中存在电离平衡H2SHHS和HSHS2。若向H2S溶液中()A加水，平衡向右移动，溶液中氢离子浓度增大B通入过量SO2气体，平衡向左移动，溶液氢离子浓度减小C滴加新制氯水，平衡向左移动，溶液氢离子浓度增大D加入少量硫酸铜固体(忽略体积变化)，溶液中所有离子浓度都减小例4 在氨水中存在下列电离平衡：NH3H2ONHOH，下列情况能引起电离平衡正向移动的有()加NH4Cl固体加NaOH溶液通入HCl加CH3COOH溶液加水加压A B C D例5 在0.1 molL1 CH3COOH溶液中存在

14、如下电离平衡：CH3COOHCH3COOH。对于该平衡，下列叙述正确的是()A加入水时，平衡向逆反应方向移动 B加入少量NaOH固体，平衡向正反应方向移动C加入少量0.1 molL1 HCl溶液，溶液中c(H)减小D加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动例6一元弱酸HA(aq)中存在下列电离平衡：HAAH。将1.0 mol HA分子加入水中形成1.0 L溶液，下图表示溶液中HA、H、A的物质的量浓度随时间而变化的曲线正确的是()三、电离常数(重点)1定义在一定条件下，弱电解质电离达到平衡时，溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数，这个常数叫做电离

15、平衡常数，简称电离常数，用K表示(一般酸用Ka表示，碱用Kb表示)。2表示方法ABABK 特别提示弱电解质的电离常数表达式中的c(A)、c(B)和c(AB)均为达到电离平衡后各粒子在溶液中的浓度值。(1)一元弱酸、一元弱碱的电离常数：HAHAKa ； BOHBOHKb (2)多元弱酸、多元弱碱的电离常数：多元弱酸的电离是分步进行的，每步各有电离常数，通常用K1、K2、K3等来分别表示。以H3PO4为例：H3PO4HH2PO K1 H2POHHPO K2 HPOHPO K3 思考：请从电离产生H+的角度思考为什么K1K2K3？ 多元弱碱的电离与多元弱酸的电离情况相类似，但多元弱碱的电离可写成一步

16、，如Fe(OH)3Fe33OH3电离常数的影响因素(1)电离常数的大小首先由物质的性质决定，同一温度下不同弱电解质的电离常数不同。(2)电离常数随温度的变化而变化，随温度升高，电离常数逐渐 。(3)电离常数与弱酸、弱碱的浓度 ，同一温度下，不论弱酸、弱碱的浓度如何变化，电离常数 。4电离常数的应用(1)比较多元弱酸溶液中的离子浓度关系。以H3PO4为例：25 时，H3PO4分三步电离，第一步最强(K17.1103)，第二步弱(K26.3108)，第三步最弱(K34.21013)，溶液中离子浓度关系为： (2)利用电离常数数值的大小，可以估算弱电解质电离的趋势。对弱酸而言，K值越大，电离程度越大

17、，酸性越强。如相同条件下常见弱酸的酸性强弱：H2SO3H3PO4HFCH3COOHH2CO3H2SHClO(3)实验32探究醋酸、硼酸和碳酸的酸性实验步骤：按右图进行操作。实验现象： 实验结论：酸的酸性： 例7已知下面三个数据：7.2104、4.6104、4.91010分别是三种酸的电离平衡常数(某温度下)，若已知这些酸可发生如下反应：NaCNHNO2=HClNaNO2 NaCNHF=HCNNaF NaNO2HF=HNO2NaF由此可判断下列叙述中，不正确的是()AHF的电离平衡常数为7.2104 BHNO2的电离平衡常数为4.91010C根据两个反应即可知三种酸的相对强弱DHNO2的电离平衡

18、常数比HCN大，比HF小例8对于弱酸，在一定温度下达到电离平衡时，各微粒的浓度存在一种定量的关系。下表是几种常见弱酸的电离常数(25 )：回答下列问题。(1)CH3COOH、H2CO3、H2S、H3PO4四种酸的酸性由强到弱的顺序为_。(2)多元弱酸是分步电离的，每一步都有相应的电离常数，对于同一种多元弱酸的K1、K2、K3之间存在着数量上的规律，此规律是_，产生此规律的原因是_。(3)电离常数是用实验的方法测定出来的。现已经测得25 时c molL1的醋酸溶液中c(H)a molL1，试用a、c表示该温度下醋酸的电离常数K(CH3COOH)_。课后培育自动一、选择题 1下列按纯净物、混合物、

19、电解质和非电解质顺序排列的是()A盐酸、空气、醋酸、干冰 B冰醋酸、碱石灰、硫酸钠、乙醇C蛋白质、油脂、苛性钠、石灰石 D胆矾、漂白粉、氯化钾、硫酸钡2下列溶液中导电性最强的是()A1 L 0.1 molL1醋酸 B0.1 L 0.1 molL1 H2SO4溶液C0.5 L 0.1 molL1盐酸 D2 L 0.1 molL1 H2SO3溶液3下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是()A相同浓度的两溶液中c(H)相同B100 mL 0.1 molL1 的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠Cc(H)103 molL1的两溶液稀释100倍，c(H)都为105 molL1D两溶液中分别加入少量对应

20、的钠盐，c(H)均明显减小4高氯酸、硫酸、硝酸和盐酸都是强酸，其酸性在水溶液中差别不大。以下是某温度下这四种酸在冰醋酸中的电离常数：酸HClO4H2SO4HClHNO3Ka1.61056.31091.61094.21010从表格中判断以下说法中不正确的是()A在冰醋酸中这四种酸都没有完全电离B在冰醋酸中高氯酸是这四种酸中最强的酸C在冰醋酸中硫酸的电离方程式为H2SO42HSOD水对于这四种酸的强弱没有区分能力，但在醋酸中可以区别这四种酸的强弱5已知25 下，醋酸溶液中存在下述关系：K1.75105，其中K的数值是该温度下醋酸的电离平衡常数。有关K的下列说法正确的是()A当向该溶液中加入一定量的

21、硫酸时，K值增大 B升高温度，K值增大C向醋酸溶液中加水，K值增大 D向醋酸溶液中加氢氧化钠，K值增大625 时，将pH均为2的HCl与HX的溶液分别加水稀释，溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。下列说法正确的是()A稀释前c(HX)0.01 mol/L B稀释10倍，HX溶液的pH3Ca、b两点：c(X)c(Cl) D溶液的导电性：ab二、非选择题 718 时，H2A(酸)：K14.3107，K22.11012。H2B(酸)：K11.0107，K26.31013，在浓度相同的两种溶液中，用“”“”“c(OH)c(H) molL1中性溶液c(H)c(OH)c(H) molL1碱性溶液c(H)

22、c(OH)的操作是()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5用pH试纸测定溶液pH的正确操作是()A将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照C将一小块试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照D在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较6判断下列说法的正误(1)c(H)c(OH)的溶液一定呈中性。()(2)使用pH试纸时应先将试纸湿润，然后再测定溶液的pH。()(3)pH

23、14的溶液，碱性最强。()(4)溶液中c(H)越大，溶液的酸性越强，pH越大。()课堂师生互动一、水的电离与水的离子积1水的电离：水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离：水的电离方程式是2H2OH3OOH(或H2OHOH)。室温下1 L水(即55.6 mol)中只有1107 mol H2O电离。所以25 时，纯水中c(H)c(OH)1107 molL1。2水的离子积(1)定义：水的电离过程是一个可逆过程，因此也存在电离常数：K电离，则有c(H)c(OH)K电离c(H2O)。因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O)几乎不变，因此，可将c(H2O)视为常数，K电离为常数，所以K电离c(H

24、2O)也必然为常数，用KW表示，因此有c(H)c(OH)KW。KW为水的离子积常数，简称为水的离子积。25 时，KW1.01071.01071.01014(定值，省去单位)。(2)KW的影响因素及适用范围KW揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H和OH共存，只是相对含量不同而已，且c(H)KW/c(OH)；c(OH)KW/c(H)。KW只与 有关。因为水的电离是 过程，所以升高温度，有利于水的电离，KW ，如：t/0102025405090100KW/10140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0KW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c

25、水(H)c水(OH)。思考：0.01mol/L的NaOH溶液和pH=2的硫酸，由水电离产生的c水(H)或c水(OH)各是多少？3影响水的电离平衡的因素条件改变对水电离平衡的影响水电离平衡移动的方向电离程度c(H)c(OH)KW的变化pH升高温度增大H浓度(加酸)增大OH浓度(加碱)活泼金属特别提示升高温度，水的电离程度增大，但由于c(H)和c(OH)始终保持 ，故水仍呈 。向纯水中加入含有弱酸根阴离子(如CO)或弱碱阳离子(如NH)的盐，由于它们能跟水电离出的H或OH结合生成难电离的物质，使水的电离平衡右移，电离程度增大。向纯水中加入强酸的酸式盐，如加入NaHSO4，由于NaHSO4电离产生H

26、，增大了c(H)，能抑制水的电离，使水的电离平衡左移。 例1水的电离过程为H2OHOH，在不同温度下其离子积常数KW(25 )1.01014，KW(35 )2.11014，则下列叙述正确的是()Ac(H)随着温度的升高而降低 B在35 时，c(H)c(OH)C25 时水的电离程度较大 D水的电离是吸热过程二、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系(重点)溶液的酸碱性与水的电离平衡密切相关，一种溶液是呈酸性、碱性还是中性，取决于溶液中c(H)、c(OH)的相对大小。科学规定：c(H)c(OH)的溶液为中性溶液；c(H)c(OH)的溶液为酸性溶液；c(H)c(OH)，c(H)

27、1.0107 mol/L；碱性溶液：c(H)c(OH)，c(H)1.0107 mol/L。(1)常温下，1 L纯水中发生电离的水分子为1107 mol，而在稀酸和稀碱溶液中，酸电离出的H或碱电离出的OH使水的电离平衡H2OHOH向左移动，抑制了水的电离，此时发生电离的水的物质的量 1107 mol。(2)填写表格纯水加少量盐酸加少量氢氧化钠c(H)1.0107 mol/Lc(OH)1.0107 mol/Lc(H)和c(OH)大小比较c(H)c(OH)(3)酸性溶液中存在OH，碱性溶液中存在H，因为任何酸、碱、盐的水溶液中都存在着水的电离平衡H2OHOH。2溶液的酸碱性与pH的关系(1)溶液pH

28、的定义：pH是c(H)的负对数，即pHlgc(H)。(2)pH与溶液酸碱性的关系25 时，溶液pH与溶液酸碱性的关系可用下图表示：3溶液pH的测定方法：(1)用酸碱指示剂测定：只能粗略测定溶液酸碱性，即pH的大致范围。常见酸碱指示剂的变色范围如下：(2)用pH试纸测定：试纸显红色表示溶液为酸性，且红色越深表示溶液酸性越强，pH越小；试纸显蓝色表示溶液为碱性，且蓝色越深表示溶液碱性越强，pH越大。(3)用pH计测定：pH计是一种电化学仪器，能够精确测定溶液的pH。例2对室温下pH相同、体积相同的醋酸与盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是()A加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B使

29、温度都升高20 后，两溶液的pH均不变C加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小D加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多例3下列溶液一定呈酸性的是()A含有H的溶液 B能使酚酞呈无色的溶液CpH小于7的溶液 Dc(OH)小于c(H)的溶液例4 下列叙述正确的是()A无论是纯水，还是酸性、碱性或中性稀溶液，在常温下，其c(H)c(H)11014Bc(H)等于1107mol/L的溶液一定是中性溶液C0.2 mol/L CH3COOH溶液中的c(H)是0.1 mol/L CH3COOH溶液中的c(H)的2倍D任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸碱性的强弱例5有一学生在实验室测某溶液的pH。实验时，

30、他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作是_(填“正确的”或“错误的”)，其理由是_。(2)如不正确，请分析是否一定有误差：_。(3)若用此法分别测定c(H)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是_，原因是_。课后培育自动一、选择题 125 时纯水中的氢离子浓度与90 时纯水中的氢离子浓度的关系是()A前者大于后者 B两者相等 C前者小于后者 D不能确定2关于水的离子积常数，下列说法不正确的是()A100 水中，c(H)c(OH)11014 B纯水中，25 时，c(H)c(OH)11014C25 时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H)c(OH)11014DKW值随温度升高而增大3常温下c(OH)最小的是()ApH0的溶液 B0.05 molL1 H2SO4 C0.5 molL1 HCl D0.05 molL1的Ba