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1、高三化学水溶液中的离子平衡（上）三.水的电离新人教版水溶液中的离子平衡（上）三.水的电离【教学目标】1. 使学生了解水的电离和水的离子积3. 通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育【重点难点】水的离子积。 【自主学习】1水的电离(1) 水的电离方程式水是一种极弱的电解质，它能像酸一样电离出极少量的H，又能像碱一样电离出少量的OH(这叫做水的自偶电离)水的电离方程式可表示为： H2O + H2O H3O + OH简写为：H2O H + OH(2) 水的离子积KW一定温度下，水的电离常数为：即c(H)c(OH)Kc(H2
2、O)设水的密度为1 gcm3，则1 L H2O1 000 mL H2O1 000 gH2055.6 mol，即H2O的起始浓度为55.6 molL1由于水是极弱的电解质，它电离时消耗的水与电离前相比，可忽略不计例如，25时，1 LH2O中已电离的H2O为107mol，所以c(H2O)55.6 molL1，即Kc(H2O)为一常数，这个新的常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，表示为： c(H)c(OH)KW说明 一定温度下，由于KW为一常数，故通常不写单位，如25时KW11014。 KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关温度不变，KW不变；温度变化，KW也发生变化。 由于水的电离过程是吸热过程
3、，因此温度升高时，纯水中的c(H)、c(OH)同时增大，KW也随着增大例如： 25时，c(H)(OH)1107 molL1 ，KW11014 100时，c(H)(OH)1106 molL1 ，KW11012但由于c(H)与c(OH)始终保持相等，故仍显中性 在任何以水为溶剂的溶液中都存在H和OH，它们既相互依存，又相互制约当溶液中的c(H)增大时，c(OH)将减小；反之，当溶液中的c(OH)增大时，c(H)则必然减小但无论在中性、酸性还是碱性溶液中，在一定温度下，c(H)与c(OH)的乘积(即KW)仍是不变的，也就是说，KW不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液只要温度相同，不论是在纯
4、水中，还是在酸、碱、盐的水溶液中，KW都是相同的 一定温度下，不论是纯水中，还是在酸、碱、盐的水溶液中，由H2O电离产生的c(H)与c(OH)总是相等的如25时，0.1 molL1的盐酸中，c水(H)c(OH)11013 molL1 水的电离平衡遵循勒夏特列原理例如，向纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡逆向移动(即酸或碱抑制水的电离)；向水中投入活泼金属如钠等，由于金属与水电离产生的H直接作用而促进水的电离2影响Kw的因素Kw与溶液中H+、OH无关，与湿度有关。水的电离为吸热过程，所以当湿度升高时，水的电离程度增大，Kw也增大。例如100，1LH2O有106mol电离，此时水的离子积常数为Kw
5、=106106=1012.3影响水的电离平衡因素（1）湿度，升湿度促进水的电离，降温则相反（2）向纯水中引入H+或OH，会抑制水的电离（3）向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子，将促进水的电离，此乃为盐类水解的实质。4. 溶液的酸碱性的实质：任何水溶液中都存在水的电离，因此都含有H和OH一种溶液是显酸性、中性还是碱性，是由该溶液中的c(H)与c(OH)的相对大小来决定的。酸性溶液：c(H)c(OH)中性溶液：c(H)c(OH)碱性溶液：c(H)c(OH)例如：25时，因为KW11014，所以：中性溶液：c(H)c(OH)1107 molL1 酸性溶液：c(H)1107 molL1，c(OH)
6、1107 molL1碱性溶液：c(H)1107 molL1，c(OH) 1107 molL1100时，因为KW11012，所以：中性溶液：c(H)c(OH)1106 molL1 酸性溶液：c(H)1106 molL1，c(OH)1106 molL1碱性溶液：c(H)1106 molL1，c(OH) 1106 molL1【典例诠释】1下列说法正确的是()AHCl溶液中无OHBNaOH溶液中无HCKCl溶液中既无H也无OHD常温下任何物质的水溶液中都有H和OH， 且KW110142常温下，在0.1 molL1CH3COOH溶液中，水的离子积是()A1.01014 B1.01013C1.321014
7、 D1.3210153KW仅仅是温度的函数。下列关于KW与温度关系的叙述中，正确的是()A温度越高，KW越大B温度越低，KW越大C随着温度的升高，KW可能增大也可能减小D随着温度的升高，KW肯定增大，H和OH浓度同时升高4双选题常温下，某溶液中由水电离出来的c(H)1.01013 molL1，该溶液可能是()A二氧化硫水溶液 B氯化钠水溶液C硝酸钠水溶液 D氢氧化钠水溶液5能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H)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向水中加入二氧化碳气体D向水中加食盐晶体6在相同温度下，0.01 mol/L NaOH溶液和0.01 mol/L的盐酸相比
8、，下列说法正确的是()A由水电离出的c(H)相等B由水电离出的c(H)都是1.01012 mol/LC由水电离出的c(OH)都是0.01 mol/LD两者都促进了水的电离7(1) 某温度(t)时，水的KW11012，则该温度(填“”、“25)时KW11012，这说明()At时水的电离程度较大B前者c(H)较后者大C水的电离过程是一个放热过程DKW和T(温度)无直接关系1. 【答案】D【解析】无论是酸、还是碱，无论是电解质还是非电解质，只要在水溶液中，都存在水的电离平衡。25时，在任何物质的水溶液中都有：KWc(H)c(OH)11014。：2. 【答案】A【解析】水的离子积只与温度有关，与溶液的
9、酸、碱性无关。常温下，KW1.01014。3. 【答案】A【解析】KW仅仅是温度的函数，由于水的电离是一个吸热过程，温度升高，KW增大，但溶液中c(H)和c(OH)的变化无法判断，可能同时升高，也可能一个升高一个降低。4. 【答案】AD【解析】c(H)水1.01013 mol/Lc(H)，错误；B项加热促进水的电离，但c(H)c(OH)，错误；D项对水的电离平衡没有影响，c(H)c(OH)，错误。7. 【答案】(1)升温促进水电离，KW增大(2)1107【解析】(1)升高温度，KW增大，现KW1101211014，因此温度高于25。(2)NaOH溶液中由水电离出来的c(OH)等于溶液中c(H)
10、，即为1107 molL1。8. 【答案】0.024【解析】水电离的c(H)107 mol/L，是外界加入酸或碱抑制水的电离，但离子积不变，利用水的离子积计算出溶液的c(H)或c(OH)，然后再根据总物质的量进行计算。水电离的c(H)1013 mol/L，若为酸溶液，溶液中c(OH)1013 mol/L，由KWc(H)c(OH)，得c(H)101 mol/L，同理若为碱溶液，溶液中c(OH)101 mol/L。则1 L101 mol/LV5.0 mol/L，V0.02 L；1 L101 mol/Lm(NaOH)40 g/mol，m(NaOH)4 g。9.【答案】(1)1015(2)1013 m
11、ol/L【解析】(1)选取图像中的一点，如当x5时，y10，故水的Kw10510101015。(2)0.01 mol/L NaOH溶液中c(OH)102 mol/L，故c(H)1013 (mol/L)。11. 【答案】B【解析】无论溶液是酸性还是碱性，只要温度不变，溶液中c(H)与c(OH)的乘积就不变；加入少量盐酸，溶液为酸性溶液，c(H)增大，pH减小，c(OH)降低，水电离出的c(H)等于水电离出的c(OH)，应该也减小。12. 【答案】AD【解析】A项HSO电离出H使溶液显酸性抑制水的电离；B项C2H5OH是非电解质，对H2O的电离无影响；C项金属钠使H2O电离平衡向右移动；D项为OH，抑制水的电离。13. 【答案】A【解析】KW只与温度有关，升高温度，KW增大，25时，纯水和任何物质的水溶液中KWc(H)c(OH)1
