2022-2023学年苏教版选择性必修1 专题3 第一单元 第3课时 水的电离平衡 学案.docx

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1、第3课时水的电离平衡核心素养发展目标1.认识水的电离，了解水的离子枳常数。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1 .水的电离(1)水是一种极弱的电解质。水的电离方程式为H2O + H2OH3O +OH,简写为H?O H, +OH,(3)水的电离是吸热过程。2 .水的离子积表冲式 |-K.=c(H) c(OH )1-7- r-只与温度有关,随茸温度的升高,K.地上 因素-3.25七时.K,= l x 1(尸，嘲?K.适用于纯水及稀的电解质水溶液范困 深度思

2、考.某温度时，水溶液中Kw=4X10r4,那么该温度比室温(25 C)高还是低？该温度下纯水 中c(H )是多少?提示 因此时水的离子积大于常温时水的离子积，故温度高于25 ,此时卜1/1。1 .水的离子积常数Kw=c(H+)OFT)中H+和oir一定是水电离出来的吗？提示 不一定。c(H)和dOFT)均指溶液中H或OFT的总浓度，如盐酸中的H包括HC1和 见。电离产生的H+,即c(h+)=cMH+)+c：(H) 而OK全部来自于水的电离。r应用体验1.下列说法正确的是()A.水的电离方程式：H2O=Hh + OHB.升高温度，水的电离程度增大C.在NaOH溶液中没有H卜D.在HC1溶液中没有

3、OK答案B(4)25 时，0.1 mol-L - 1的6种溶液，水电离出的c(H * )由大到小的关系是 (填序号)。盐酸 H2so4 CH3coOH(K= 1.75X10-5) NH3H2CX 氨水)(K, = 1.8X1O-5) NaOH Ba(OH)2答案(1)升温促进水的电离，Kw增大(2)碱性1义107向右 向右(4)= 一，二解析 升高温度，降增大，由于心=1乂102乂10r4,因此该温度大于25 。I X(2)该温度下，溶液中 c(OH一)=“7 mol-L-, = lXI0_5 mol-L_1,因为 c(OH-)H ) 所以溶 1 X 1U液呈碱性；NaOH溶液中由水电离出来的

4、c(OH-)等于溶液中的h+),即为1 X 10-7 molfo (3)Zn与稀硫酸反应过程中，溶液中c(H+)减小，水的电离平衡向右移动。新制氯水中加入少 量NaCl固体，平衡CI2+H2OH+C+ HC1O向左移动，溶液中c(H+)减小，水的电离平衡向右移动。(4)25 时，0.1 mol-L-1的盐酸中。出土)与0.1 mol-L-1 NaOH溶液中c(OK)相等，故两溶液中 水的电离程度相等。同理0.1 mol-L-1 H2sO4和0.1 mol-L_1 Ba(OH)2溶液中水的电离程度相等, 0.1 mol-L-1 CH3COOHO,1 moLL氨水中水的电离程度几乎相等，酸溶液中c

5、CH卡)越大或 碱溶液中c(OH-)越大，水电离出的c(H+)就越小，故6种溶液中水电离出的4H+)由大到小 的关系为=)(D=，二。14.硫酸是中学阶段常见的强酸之一。对于常温下0.05mol-Lr H2sCh溶液。(1)若将溶液温度升高到100 ,溶液中的c(OH-)=1X1。“ mobL-1,则100 时水的离子 积是 o该溶液中硫酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H)之比为 o(3)将该溶液放入烧杯中滴入几滴酚酷，插入两个电极与直流电源连接形成闭合回路。向烧杯中逐滴加入同浓度的氢氧化钢，灯泡逐渐变暗，后熄灭。该过程中反应的离子方程 式为。向熄灭后的烧杯中再逐滴加入氢氧化钢溶液，观察到

6、灯泡逐渐变亮，还观察到溶液 ，此过程中水的电离程度(填“增大”“减小”或“不确定”)。(4)将该H2s0,溶液加水稀释，水的电离平衡(填“向左”“向右”或“不”)移动。 答案 1X10-12 (2)|012 ： 12H+ + SO + Ba2+2OHBaSO4 I +2H2O变红色减小(4)向右解析 100 时，溶液中的c(H+)=0.05 mol,LrX2=0.1 molLj 水电离产生的c(OFT) =1 X 10-11 mol-L-1,所以 100 时水的离子积为 Kw = 0.1 X 1 X 10-, = 1 X 1012o(2)0.05 mol-L_1 H2sO4溶液中硫酸电离出的。

7、母+)=0.1 mol-L-1,水电离出的 c(H+)=c(OH)= 1X10 mol L，两者之比为(10 moll i) ： (10 mo卜L)= 1()12 ： 1。(3)向硫酸中逐滴加入同浓度的氢氧化领，灯泡逐渐变暗，后熄灭，是因为两者反应生成了 难溶的BaS04和弱也解质水，溶液中几乎没有自由移动的离子，该过程中反应的离子方程式 为2H+SO厂+ Ba2+ + 2OH-=BaSO4 I +2H2Oc(H+), 在HC1溶液中c(OH-)()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”升高温度右移增大增大增大增大加入HCI(g)左移增大减小减小不变加入

8、 NaOH(s)左移减小增大减小不变加入活泼金属(如Na)右移减小增大增大不变加入 NaHSO4(s)左移增大减小减小不变r正误判断升高温度，若Kw增大到1X1O2,则纯水电离出的c(H+)=lX10-6mo.L一)(2)在纯水中加入少量酸，水的电离平衡逆向移动，Kw减小()(3)25 时，若溶液中 c(H)= lx。 molL，则溶液中 c(OK)= 1 X 10-8 moiL )(4)25 C时,O.OlmolL的盐酸中,由水电离出的c(OH-)=1 X 10一益moi.L( )(5).=c(H+) c(OH-), c(H+)和c(OPF)均指溶液中总物质的量浓度()答案(1)V (2)X

9、 (3)J (4)7 (5) Jr应用体验.下列操作能使水的电离平衡发生移动，且c(H+)c(OH-)的是()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COz气体D.向水中加食盐晶体答案C解析 A项中加入的钠与H2O反应生成NaOH,使c(OFT)c(h+); B项中c(h+)=c(OFF); C 项中通入 CO2： CO2+H2O H2c03 H* +HCO7,故 c(H+)c(OH-);而 D 项中。出+) =c(OH-),故选 C 项。1 . 25 时，水的电离达到平衡：H20 H*+OH- A”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(OH-)减小B

10、,向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H+)增大，K、.不变C.向水中加入少量CH3co0H,平衡逆向移动，c(H+)减小D.将水加热，长，增大，以H+)不变答案B解析 A项，加入稀氨水，NH.yHzO存在电离平衡：NH3 H2O NH；+OH,以(汨一)增大， 使水的电离平衡逆向移动，错误：B项，加入NaHSCh, NaHSO4在水溶液中电离：NaHSO4=Na+ 4-H+4-S0r, c(H+)增大，使水的电离平衡逆向移动，由于温度不变，Kw不变，正确；C项， CH3coOH CH3coeT+H+,使c(H*)增大，使水的电离平衡逆向移动，错误；D项，升 温，Kw增大,c(H+)增大，错误。三

11、、心的应用1 .水的电离平衡曲线的理解与识别曲线上的任意点(如a, b, c)的心都相同,即&H+)dOH-)相同,温度相同。(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw丕回，温度不同。实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性;实现曲线上点与曲线外点之间的 转化一定改变温度。2 .溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法Kw表达式中c(H)、c(OFF)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：酸溶液中Kw=c陂(H)cMOH-)(忽略水电离出的H+的浓度)。(2)碱溶液中Kw=c，MHcm(OH-)(忽略水电离出的0H一的浓度)。(3)外界条件改变，水的电离平衡

12、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+)= lXl()r3 moi的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。深度思考1.溶液中水电离出的CFF)或c(OH )的计算(1)在室温下，0.01 moLL的盐酸中，c(OlT)是多少？水电离出的c(FT)又是多少？K 0X 0-I4提示 由于 cn(H*) = 0.01 moI,L 19 溶液中 c(OH ) = .(h+)=0()1 niol,L = 1.0X10 12 mol-L_,o由于溶液中的OH .只来源于水的电离，所以水电离出的c(H)=1.0XI0 12 mol-L(2)在室温下，

13、0.01 moHLr的氢氧化钠溶液中，4H.)是多少？水电离出的c(OPT)又是多少？K 0 X提示 由于 c.(OH )=0.01 moI-L 1,则溶液中由/)= 万而 mol-L 1 = 1.0X10 12 mol-fo 水电离出的 C(OH)=1.0X 1012 m0.L-io(3)上述两种溶液水的电离程度如何？简述原因。提示 相同。两种酸、减电离出的c(H+)、c(OH-)相等，因而对水的电离抑制程度相同。(4)在室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c(H)和以014一)还相等吗？ c(Hc(OH一尸 1.0X10 口还成立吗？提示 在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c(H+)和c(O

14、H)一定相等，但溶液中所有的c(H+) 和所有的c(OH)-定不相等。c(Hc(OH-)= 1.0义104仍然成立。2.思考解答以下几个问题：某温度下纯水中的c(h+)=2X1(T7 moiL，此时c(OFF)为多少？该纯水的酸碱性如何？ (2)若保持(1)中温度不变，滴入稀盐酸使c(H+)=5X 10-4 mol L-,则溶液中c(OHD为多少？ 由水电离产生的以H )为多少？答案(l)2X10molL,该水呈中性(2)8X IO-11 mol-L-1 8X1011 mol L-r应用体验.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()c(OH-y(mol-L-)1.

15、0 x 1()- -VI .Ox KrMHXmolOA.该温度下，a点溶液呈碱性B.该温度下，0.01 molLNaOH 溶液中 c(H+)=1.0X10Fmo卜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的变化答案A解析 根据图像，b点c(H+)dOH一)=LOX1()F 0X1OR,说明该温度高于常温。曲线上 的点的温度相同。该温度下，a点溶液中c(H+)vc(OH),呈碱性，故A正确；该温度下， 0.01 molfNaOH 溶液中 c(OH)=0.01 molL-1,则 c(H+)= 1.0X 10-10molL_,故 B 错误； 该温度下，加

16、入NaOH,溶液中的aOFE)增大，c(H+)减小，不能引起d向b的变化，故C 错误；b点时，升高温度，水的电离程度增大，c(h+)c(OH-)增大，不能引起b向c的变化， 故D错误。2.如图表示水中cOf)和aOK)的关系，下列判断错误的是()A.两条曲线间任意点均有c(H)c(OH-)=KwB. M区域内(不包括边界)任意点均有c(H+)c(OlT)C.图中/c(OH-) = Kw,故A项正确；XZ线的斜率是I, XZ线 上的点均存在c(H+)=c25 , A项正确；c(H+)=lX10FmolLj 水的离子积常数为1 X 1(尸2,心 =c c(OFT)不变，所以c(OH)增大，D项正确

17、。5 .水的电离过程为H?OH+OH，在25 时，水的离子积Kw=lX10r4；在35 c时，水的离子积Kw=2.1 X 10-,4o则下列叙述正确的是()A. c(H)随着温度的升高而降低35 c时，c(H+)c(OlT)B. 35 时比25 时水的电离程度小D.水的电离是吸热过程答案D解析 由题中条件可以看出，温度升高时，心增大。25 c时，T2B.图中五点心间的关系：BCA = D=EC.曲线a、b均代表纯水的电离情况D.若处在B点时，将0.005 mol-L-1的硫酸溶液与由水电离的c(H)=I.OX IO-12 mol-L-1的 KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性答案C解析 由图像可

18、知，A点在4时的曲线上，而B点在力时的曲线上，因为A、B点溶液中的 氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离程度大于A点，所以温度 T4,故A正确；由图像可知，A、E、D都是八时曲线上的点，Kw只与温度有关，温度相 同时 心 相同，温度升高，促进水的电离，心 增大，则BA=D=E,由C点c(OH-)-c(H+) 可知，C点的Kw大于A点，小于B点，则K、,： BCA = D=E,故B正确；由E和D点 的c(h+)Wc(OH-)可知其不是纯水的电离，故C错误：B点时，/；w=1X1O-12O.OO5 mol-L-1 的硫酸中 c(H+)=0.01 mol-L-1,由水电离的 c

19、(H+)=1.0X lO-nmol L-1 的 KOH 溶液中 c(OH-)= 1 mol-L1,两溶液等体积混合后，溶液显碱性，故D正确。综合强化.下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液中的c(H+)增大的是()A.HS。,B.aCND.匚?： H答案A解析 A项HSOi电离出H*使溶液显酸性，抑制水的电离：B中C、C中Na卡对水的电离 无影响；D项为OH，抑制水的也离，使溶液中的c(H+)减小。10 .室温下，若溶液中由水电离产生的复014一)= 1X1014 molL-1,满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是(A. AHf、Na NO晨 Cl- C. K+、Na+、CF AIO

20、定可以大量共存的离子组是(B. AHf、Na NO晨 Cl- C. K+、Na+、CF AIOC. K Na、C、NOJD. K+ NHi、SO厂、NOJ答案B解析 溶液中由水电离产生的c(OH)=l X 104 moi溶液呈酸性或碱性。A项，Al3+ 与OH.不能大量共存；C项，AIOE与H+不能大量共存；D项，NH；与OH一不能大量共存。11 .水的电离平衡曲线如图所示。下列说法正确的是()c(OH-)/(mol L-1)c(OH-)/(mol L-1)A.图中点对应的温度关系为abcB.纯水仅升高温度，可从a点变到c点C水的离子积常数K”.数值大小关系为bc=dD.在b点对应温度下，0.

21、5 mol-L_1的H2sCh溶液与1 mol-L-1的KOH溶液等体积混合，混 合后 c(H+)= 1 X 106 mol L-1 答案D解析 水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出的水的离 子积常数Kw数值大小关系为bca=d,温度关系为bca=d, A、C项错误；若纯水仅 升高温度，c(0K)与c(H,)都增大，B项错误；b点的/Cw=iX10-12, 0.5 mol 的H2SO4 溶液与1 molL，的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，c(H+)=l X 10-6 mol L-1, D 项正确。13.某温度时，水的Kw=lXl(12,则该温度_，(填或“ =)259,其理由 是。(2)该温度下，aH)=lXI0-7moiL的溶液呈(填“酸性”“碱性”或“中性”)：若该溶液中只存在NaOH溶质，则由H2O电离出来的c(OH )=mol-L o实验室用Zn和稀硫酸制取H2,反应时溶液中水的电离平衡(填“向左”“向右”或 “不，下同)移动。在新制氯水中加入少量NaCI固体，水的电离平衡 移动。