新編高中化學魯科版選修4教學案：第3章 第1節(jié) 第1課時　水的電離及電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài) Word版含解析

新編化學精品資料第1節(jié)水溶液第1課時水的電離及電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài) 課標要求1理解水的電離過程以及水的離子積常數(shù)的含義，并能應用水的離子積常數(shù)進行相關計算。2知道強、弱電解質(zhì)的區(qū)別，理解弱電解質(zhì)電離平衡的含義。3能夠書寫常見弱電解質(zhì)的電離方程式。1水的電離方程式為H2OHOH。225 時KWHOH1.0×1014 mol2·L2。3水的電離是吸熱的可逆過程，升高溫度，KW增大，水的離子積只受溫度的影響。4任何水溶液中均存在水的電離平衡。5強電解質(zhì)溶于水時完全電離，以離子形式存在，弱電解質(zhì)溶于水時部分電離，在水溶液中主要以分子形式存在。1水的電離(1)電離特點：微弱，可逆過程。(2)電離方程式：H2OHOH。2水的離子積常數(shù)(1)水的電離平衡常數(shù)表達式為K。(2)水的離子積常數(shù)表達式為KWHOH。(3)KW的影響因素：25 時，KW1.0×1014_mol2·L2。水的電離是吸熱的可逆過程，升高溫度，KW增大。水的離子積常數(shù)只受溫度的影響，與H、OH的變化無關。1只有在純水中，才能使用KWHOH嗎？提示：KW不僅適用于純水，還適用于酸、堿及鹽的稀溶液，且由水電離的H水OH水。2影響水的電離平衡的因素有哪些？提示：溫度、酸、堿及活潑金屬。1純水和其他物質(zhì)稀的水溶液(如酸、堿、鹽水溶液)中都存在KWHOH，常溫下KW1.0×1014(mol·L1)2。2KW表達式中，H和OH是指整個溶液中的H和OH，并不僅僅指由水電離的。但是一般情況下有下列情況：酸溶液中KWH酸OH水(忽略水電離出的H的濃度)；堿溶液中KWH水OH堿(忽略水電離出的OH的濃度)。3外界條件對水的電離平衡的影響。影響因素水的電離平衡移動H2OHOH影響結果方向原因KWH 變化OH 變化H與OH的關系溫度升溫右移水的電離過程吸熱增大增大增大HOH降溫左移減小減小減小HOH外加加酸左移增大H不變增大減小H>OH酸堿加堿左移增大OH不變減小增大H<OH外加活潑金屬右移金屬消耗水電離出的H不變減小增大H<OH1下列說法正確的是()A水的離子積KW隨溫度的改變而變化B25 時，只有在純水中，才有KW1×1014mol2·L2C任何溫度下，在酸、堿、鹽稀水溶液中，都有KW1×1014 mol2·L2DNaCl溶液中既無OH也無H解析：選A25 時，任何物質(zhì)稀溶液都有KW1.0×1014(mol·L1)2，B錯；溫度升高，KW增大，溫度降低，KW減小，C錯誤；酸、堿、鹽水溶液中都存在OH和H，D錯。225 時，水的電離達到平衡：H2OHOHH>0，下列敘述正確的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，OH降低B向水中加入少量固體硫酸氫鈉，H增大，KW不變C向水中加入少量固體NaOH，平衡正向移動，H降低D將水加熱，KW減小解析：選B加入氨水后溶液呈堿性，OH增大，A錯；硫酸氫鈉在水溶液中完全電離：NaHSO4=NaHSO，H增大，KW只與溫度有關，不發(fā)生變化，B對；水溶液中加入堿后會抑制水的電離，平衡逆向移動，C錯；升溫后水的電離平衡正向移動，KW增大，D錯。1強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)(1)強電解質(zhì)：在稀的水溶液中完全電離的電解質(zhì)稱為強電解質(zhì)，包括強酸、強堿和大多數(shù)鹽類；強電解質(zhì)在水溶液中全部以離子的形態(tài)存在。(2)弱電解質(zhì)：在水溶液中部分電離的電解質(zhì)稱為弱電解質(zhì)，其溶液中存在著電離平衡。如弱酸、弱堿和水是弱電解質(zhì)。弱電解質(zhì)在水溶液中主要以分子形態(tài)存在。2電解質(zhì)電離方程式的書寫(1)強電解質(zhì)，用符號“=”，如硫酸、氯化鈉的電離方程式分別為H2SO4=2HSO 、NaCl=NaCl。(2)弱電解質(zhì)，用符號“”，如醋酸、一水合氨的電離方程式分別為CH3COOHCH3COOH、NH3·H2ONHOH。3溶劑化作用溶質(zhì)分子或離子與溶劑相互吸引的作用叫做溶劑化作用。電解質(zhì)溶于水后形成的離子或分子實際是以水合離子或水合分子的形態(tài)存在。在四個燒杯中分別盛有等體積的0.5 mol·L1的鹽酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液，按下圖裝置連接儀器，接通電源觀察燈泡的亮度。問題思考1上述實驗現(xiàn)象是什么？結論是什么？提示：盛有鹽酸、NaCl溶液的燒杯燈泡較亮，盛有氨水、CH3COOH溶液的燒杯燈泡較暗；同濃度的鹽酸、NaCl溶液比氨水、CH3COOH溶液導電能力強。2產(chǎn)生問題“1”中現(xiàn)象的原因是什么？提示：在溶質(zhì)濃度相同的情況下，溶液中離子濃度不同，燈泡較亮的溶液中的離子濃度大于燈泡較暗溶液中的離子濃度。3強電解質(zhì)溶液的導電能力一定比弱電解質(zhì)溶液的導電能力強嗎？提示：不一定，與電解質(zhì)溶液的濃度有關，很稀的強電解質(zhì)溶液也可能比濃度較大的弱電解質(zhì)溶液的導電能力弱。4CaCO3難溶于水，其水溶液的導電能力很弱，CaCO3是弱電解質(zhì)，對嗎？提示：雖然CaCO3難溶于水，但其溶于水的部分在水中完全電離，故CaCO3是強電解質(zhì)。1強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較強電解質(zhì)弱電解質(zhì)概念溶于水后能完全電離的電解質(zhì)溶于水后只有部分電離的電解質(zhì)化合物類型離子化合物、共價化合物共價化合物電離程度完全電離部分電離溶液中存在的微粒(水分子不計)只有電離出的陰、陽離子，不存在電解質(zhì)分子既有電離出的陰、陽離子，又有電解質(zhì)分子實例鹽(包括難溶性鹽)；強酸：HNO3、H2SO4等；強堿：KOH、NaOH、Ba(OH)2等弱酸：H2CO3、CH3COOH、HClO等；弱堿：NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等水2對強、弱電解質(zhì)的理解(1)電解質(zhì)的強弱與溶解性無關某些鹽如BaSO4、CaCO3等，雖難溶于水卻是強電解質(zhì)；而如CH3COOH、NH3·H2O盡管易溶于水，卻部分電離，是弱電解質(zhì)。(2)電解質(zhì)的強弱與溶液的導電性沒有必然聯(lián)系溶液導電能力的強弱由溶液中自由離子的濃度和離子所帶電荷多少決定，很稀的強電解質(zhì)溶液導電性很弱，濃度較大的弱電解質(zhì)溶液導電性可能較強，弱電解質(zhì)溶液的導電能力不一定弱。3電離方程式的書寫類型電離方程式的特點典型例子強電解質(zhì)完全電離，電離方程式寫“=”H2SO4=2HSONaOH=NaOHNaHSO4=NaHSO弱電解質(zhì)一元弱酸或弱堿不完全電離，電離方程式寫“”CH3COOHCH3COOHNH3·H2ONHOH多元弱酸分步電離，以第一步為主，電離方程式寫“”H2CO3HHCO(主)HCOHCO(次)多元弱堿用一步電離表示，且電離方程式寫“”Cu(OH)2Cu22OH1下列關于電解質(zhì)的敘述中，正確的是()碳酸鈣在水中溶解度很小，所以碳酸鈣是弱電解質(zhì)碳酸鈣在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸鈣全部電離，所以碳酸鈣是強電解質(zhì)氯氣和氨氣的水溶液導電性都很好，所以它們是強電解質(zhì)水難電離，純水幾乎不導電，所以水是弱電解質(zhì)ABC D解析：選D電解質(zhì)的電離與其溶解性無關，某些難溶(或微溶)的鹽，如BaSO4、CaCO3等，雖然其溶解度很小，但溶于水的部分完全電離，則屬于強電解質(zhì)；導電性取決于離子所帶的電荷數(shù)及離子濃度，氨氣溶于水生成的NH3·H2O發(fā)生微弱電離，NH3·H2O屬于弱電解質(zhì)，水屬于弱電解質(zhì)。2有下列電解質(zhì)：氯化銨氫氧化鈉H2S碳酸氫鈉磷酸硫酸請用以上物質(zhì)的序號，填寫下列空白：(1)屬于強電解質(zhì)的有_；(2)屬于弱電解質(zhì)的有_。解析：強酸(H2SO4)、強堿(NaOH)、鹽(NH4Cl、NaHCO3)屬于強電解質(zhì)；弱酸(H3PO4)屬于弱電解質(zhì)。答案：(1)(2)三級訓練·節(jié)節(jié)過關1下列物質(zhì)中，屬于弱電解質(zhì)的是()A氯化氫B氫氧化鈉C一水合氨 D酒精解析：選C氯化氫、NaOH為強電解質(zhì)，酒精為非電解質(zhì)，NH3·H2O為弱電解質(zhì)。2下列說法正確的是()AHCl溶液中無OHBNaOH溶液中無HCNaCl溶液中既無OH，也無HD常溫下，任何物質(zhì)的水溶液中都有H和OH，且KWHOH1×1014 mol2·L2解析：選D在任何水溶液中，均存在水的電離平衡，H和OH共存。KW只與溫度有關，一定溫度下，KW為常數(shù)，即25 (常溫下)時KW1×1014 mol2·L2。3向蒸餾水中滴入少量鹽酸后，下列說法中錯誤的是()AHOH乘積不變BH增大COH減小D水電離出的H增大解析：選D由H2OHOH，可知向蒸餾水中加入鹽酸，H增大，電離平衡逆向移動，OH減小，即H2O電離出的H減小，但溶液中OHH不變。4能夠使H2OH2OH3OOH的平衡向右移動的措施是()A升高水溶液的溫度B加入少量H2SO4溶液C加入少量NaOH溶液D向水中放入冰塊解析：選A水的電離是吸熱過程，升高溫度平衡右移，所以A正確、D錯誤；外加酸、堿都對水的電離起到抑制作用，B、C錯誤。5(1)寫出下列物質(zhì)的電離方程式。HClO：_，H2CO3：_，NaHSO4溶液：_，NaHSO3溶液：_，熔融 NaHSO4：_，NH3·H2O：_。(2)下列物質(zhì)是強電解質(zhì)的是_，是弱電解質(zhì)的是_。CH3COOHAgCl鹽酸SO2Al(OH)3CuHNO3NH4HCO3答案：(1)HClOHClOH2CO3HHCO、HCOHCONaHSO4=NaHSONaHSO3=NaHSO(HSOHSO)NaHSO4=NaHSONH3·H2ONHOH(2)1在25 和80 的純水中，H的關系是()A前者大B前者小C相等 D不能肯定解析：選B水的電離是吸熱過程，溫度越高，KW越大，H越大。2下列說法正確的是()ACO2的水溶液能導電，所以CO2是電解質(zhì)BBaSO4不溶于水，其水溶液的導電能力極弱，所以BaSO4是弱電解質(zhì)C液溴不導電，所以溴是非電解質(zhì)D強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導電能力強解析：選DA中是因CO2H2OH2CO3，H2CO3電離出H和HCO，HCO又電離出H和CO，從而使溶液導電，而不是CO2自身電離，因此H2CO3是電解質(zhì)，而CO2是非電解質(zhì)，A錯誤；電解質(zhì)強弱的劃分是根據(jù)其電離的程度，而不是根據(jù)其溶解度的大小，BaSO4的溶解度很小，但溶于水的部分完全電離，所以BaSO4是強電解質(zhì)，但其溶液導電能力差，B錯誤；電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物，液溴是單質(zhì)，C錯誤；電解質(zhì)溶液導電能力的強弱與溶液中自由移動的離子的濃度以及離子所帶的電荷數(shù)多少有關，所以強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導電能力強，D正確。3下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是()選項強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)ANaClHFCl2BNaHCO3NH3·H2OCCl4CBa(OH)2HClCuDAgClH2SHClO解析：選BA、C選項中的Cl2、Cu是單質(zhì)，既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)；D選項中的HClO并不是非電解質(zhì)，而是弱電解質(zhì)。4常溫下，在0.1 mol·L1CH3COOH溶液中，水的離子積常數(shù)是()A1×1014 mol2·L2B1×1013 mol2·L2C1.32×1014 mol2·L2D1.32×1015 mol2·L2解析：選A水的離子積常數(shù)只與溫度有關，25 時，水的離子積常數(shù)是1×1014mol2·L2。5下列電解質(zhì)在水溶液中的電離方程式書寫正確的是()ANaHSO4=NaHSOBKHCO3=KHCOCCH3COOH=HCH3COODHNO3HNO解析：選BNaHSO4在水溶液中完全電離為Na、H和SO，A項錯誤；KHCO3為弱酸的酸式鹽，溶于水完全電離為K和HCO，HCO只能微弱電離為H和CO，即KHCO3在溶液中主要以HCO形式存在，B項正確；CH3COOH為弱酸，應用“”表示，C項錯誤；HNO3屬于強電解質(zhì)，完全電離，應用“=”表示，D項錯誤。6下列溶液中導電性最強的是()A5 L 0.1 mol·L1氨水B5 L 0.2 mol·L1鹽酸C0.1 L 0.1 mol·L1CH3COOH溶液D0.1 L 0.1 mol·L1NaOH溶液解析：選B溶液中離子濃度越大，溶液導電性越強。7下列說法中正確的是()A水能微弱電離生成H，所以嚴格地說純水呈微酸性B純水中HOHKW，KW是一常數(shù)，不隨任何條件改變C25 時純水中HOH1014 mol2·L2，稀酸和稀堿溶液中KWHOH1014 mol2·L2DH2OHOH是一吸熱過程，所以升高溫度，平衡向電離方向移動，KW也隨之增大解析：選D水電離出等量的H和OH，水呈中性，A錯誤；水的離子積常數(shù)在一定溫度是一個常數(shù)，隨著溫度的升高而增大，B錯誤；25 時無論是純水還是稀的酸堿溶液中都有HOH1014 mol2·L2，C錯誤。8近年來，“弱堿性水”這一說法很是流行。專家表示，弱堿性水其實是個別企業(yè)為了自身商業(yè)利益而進行的概念性炒作。能影響水的電離平衡，并使溶液中H>OH的措施是()A向純水中投入一小塊金屬鈉B將水加熱煮沸C向水中通入SO2D向水中加入NaCl解析：選CA、B、C均能影響水的電離平衡，但A中投入金屬鈉后會使OH>H，B中仍然存在HOH，C符合題目要求。9在某溫度下的水溶液中，H10x mol·L1，OH10y mol·L1，x與y的關系如圖所示：(1)該溫度下，水的離子積為_。(2)該溫度下，0.01 mol·L1 NaOH溶液中H為_。解析：選取圖像中的一點x5時y10，故水的KW105·10101015。001 mol·L1 NaOH溶液中OH102 mol·L1，故H mol·L11013 mol·L1。答案：(1)1015 mol2·L2(2)1013 mol·L110某溫度下純水中的H2×107 mol·L1，則此時OH為_；若溫度不變，滴入稀鹽酸使H5×104 mol·L1，則溶液中OH為_，由水電離產(chǎn)生的H為_，此時溫度_(填“高于”“低于”或“等于”)25 。解析：純水電離出的HOH2×107mol·L1，故KW4×1014 mol2·L2>1×1014mol2·L2故此時溫度高于25 。溫度不變，滴入稀鹽酸使H5×104 mol·L1，則溶液中OH為8×1011 mol·L1H水。答案：2×107mol·L18×1011 mol·L18×1011mol·L1高于1下列關于強、弱電解質(zhì)的敘述中正確的是()A強電解質(zhì)都是離子化合物，弱電解質(zhì)都是共價化合物B強電解質(zhì)都是可溶性化合物，弱電解質(zhì)都是難溶性化合物C強電解質(zhì)的水溶液中無溶質(zhì)分子，弱電解質(zhì)的水溶液中有溶質(zhì)分子D強電解質(zhì)的導電能力強，弱電解質(zhì)的導電能力弱解析：選CA項錯誤，HCl、HNO3是共價化合物，但均是強電解質(zhì)。B項錯誤，BaSO4、CaCO3等雖然難溶于水，但它們?nèi)苡谒牟糠滞耆婋x，都是強電解質(zhì)。C項正確，強電解質(zhì)在水中完全電離為離子，不存在溶質(zhì)分子，而弱電解質(zhì)在溶液中只能部分電離，溶液中還存在溶質(zhì)分子。D項錯誤，電解質(zhì)的強弱與溶液的導電能力強弱無必然關系。2下列電離方程式中正確的是()ANaHCO3的水溶液：NaHCO3=NaHCOB熔融狀態(tài)的NaHSO4：NaHSO4=NaHSOCNaHSO4的水溶液：NaHSO4=NaHSODH2S的水溶液：H2S2HS2解析：選CA項，H2CO3是弱酸，故NaHCO3在水溶液中的電離方程式為NaHCO3=NaHCO；B項，熔融狀態(tài)下NaHSO4的電離方程式應為NaHSO4=NaHSO；C項，HSO在水中完全電離產(chǎn)生H和SO，C項正確；D項，H2S是二元弱酸，應分步電離。3水的電離方程式為H2OHOH，在25 時水的離子積KW1.0×1014mol2·L2，在35 時水的離子積KW2.1×1014mol2·L2，則下列敘述正確的是()AKW隨著溫度的升高而減小B35 時，H>OHC35 時水的電離程度比25 時的小D水的電離是吸熱過程解析：選D35 時水的離子積大于25 時水的離子積，說明KW隨著溫度的升高而增大；無論溫度高低，純水中H等于OH; 升高溫度，水的電離程度增大，即水的電離是吸熱過程。4關于水的離子積常數(shù)，下列說法不正確的是()A蒸餾水中，H·OH1×1014 mol2·L2B純水中，25 時，H·OH1×1014 mol2·L2C25 時，任何以水為溶劑的稀溶液中，H·OH1×1014 mol2·L2DKW值隨溫度升高而增大解析：選AKW只與溫度有關，升高溫度，KW增大，25 時，純水和任何物質(zhì)的水溶液中KWH·OH1×1014 mol2·L2，A中未指明溫度，關系式不一定成立。5水是一種極弱的弱電解質(zhì)，在室溫下，平均每n個水分子中只有1個水分子發(fā)生了電離，則n的值是()A1.0×1014 B55.6×107C1.0×107 D55.6解析：選B室溫下，水的離子積常數(shù)KWH·OH1.0×1014 mol2·L2，說明1 L水中有1.0×107mol H2O發(fā)生電離，1 L水的質(zhì)量是1 000 g，其物質(zhì)的量為1 000 g÷18 g·mol155.6 mol，所以n155.6 mol(1.0×107mol)，n55.6×107。6在約100 的溫度下，NaCl稀溶液中H為1×106 mol·L1，下列說法正確的是()A該溶液中HOHBNa、Cl促進了水的電離C該NaCl溶液中KW1.0×1014 mol2·L2D在100 時水的電離平衡常數(shù)較大解析：選D在NaCl溶液中存在水的電離平衡：H2OHOH，升溫，平衡向右移動，平衡常數(shù)增大，H、OH變大，但HOH，KWH·OH1.0×106 mol·L1×1.0×106 mol·L11.0×1012 mol2·L2。7把0.05 mol NaOH固體分別加入100 mL下列液體中，其中導電能力變化不大的是()A水B0.5 mol·L1鹽酸C0.5 mol·L1CH3COOH溶液D0.5 mol·L1乙醇溶液解析：選BA項，在水中加入NaOH，導電能力增強；B項，反應生成的NaCl溶液的濃度和鹽酸的濃度相同，溶液的導電能力變化不大；C項，反應后溶質(zhì)由弱電解質(zhì)CH3COOH變成強電解質(zhì)CH3COONa，溶液的導電能力增強；D項，在非電解質(zhì)的溶液中加入電解質(zhì)，溶液的導電能力增強。8.電導率是衡量電解質(zhì)溶液導電能力大小的物理量，根據(jù)溶液電導率變化可以確定滴定反應的終點。右圖是用KOH溶液分別滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲線示意圖。下列示意圖中，能正確表示用NH3·H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲線的是()解析：選DHCl為強電解質(zhì)，CH3COOH為弱電解質(zhì)，滴加NH3·H2O弱電解質(zhì)先與HCl反應，生成強電解質(zhì)NH4Cl，但溶液體積不斷增大，所以電導率下降。當HCl被中和完后，NH3·H2O繼續(xù)與CH3COOH弱電解質(zhì)反應，生成CH3COONH4強電解質(zhì)，所以電導率增大。HCl與CH3COOH均反應完后，繼續(xù)滴加NH3·H2O弱電解質(zhì)，電導率變化不大，因為溶液被稀釋，有下降趨勢。925 時欲配制1 L某溶液，使水電離產(chǎn)生的H1013 mol·L1。(1)若向水中加入5.0 mol·L1的鹽酸能達到要求，則加入鹽酸的體積是_L。(2)若向水中加入NaOH晶體能達到要求，則加入NaOH的質(zhì)量是_g。解析：H水1013mol·L1。若為酸溶液，溶液中的OHH水1013mol·L1，由H101 mol·L1，則1 L×101 mol·L1V×5.0 mol·L1，V0.02 L；若為堿溶液，溶液中的HH水1013 mol·L1，由OH101 mol·L1，則1 L×101 mol·L1，m(NaOH)4 g。答案：(1)0.02(2)410有同學為探究KW的影響因素，做了以下實驗。(1)查閱資料，不同溫度下水的離子積常數(shù)。t/0102025405090100KW/10140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0由此推出：隨著溫度的升高，KW的值_；水的電離程度_；水的電離平衡向_移動，水的電離過程是_過程。(2)取三支燒杯A、B、C，分別加入適量水，再向B、C燒杯中分別加入適量鹽酸和NaOH，并分析下表：純水加少量鹽酸加少量NaOHH1.0×107 mol·L1增大OH1.0×107 mol·L1增大H和OH大小比較H OHH_ OHH_ OH水的電離平衡移動方向KW值1.0×1014綜上所述，可得出如下結論：溫度、_、_均能影響水的電離平衡。KW只受_的影響，而與其他因素無關。解析：水的電離是吸熱的，在升高溫度時，KW增大，在向水中加入酸或堿時，H或OH增大，抑制水的電離，但溶液中只要溫度不變，KW不變。答案：(1)增大增大右吸熱(2)減小減小向左向左1.0×101410×1014酸堿溫度