水的电离(教学设计)-2017届高三化学一轮复习

第八章水溶液中的离子平衡〖课题〗第二课时水的电离〖复习目标〗（1）掌握水的电离过程以及影响水电离平衡的因素。（2）了解水的离子积常数的含义及应用。〖教学重点〗水的电离过程以及影响水电离平衡的因素〖教学难点〗离子积常数的应用〖教学过程〗【知识精讲】1、水的电离（1）水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离：2H2OH3O++OH‾简写为H2OH++OH－（正反应为吸热反应）（2）影响水的电离平衡的因素①酸和碱：酸或碱的加入都会电离出H+或OH-，均使水的电离逆向移动，从而抑制水的电离，水的电离程度减小，Kw不变。②温度：由于水的电离吸热，若升高温度，将促进水的电离，[H+]与[OH-]同时同等程度的增加，水的电离程度增大，Kw增大，pH变小，但[H+]与[OH-]始终相等，故仍呈中性。③能水解的盐：不管水解后溶液呈什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大，Kw不变。④其它因素：如向水中加入活泼金属，由于活泼金属与水电离出来的H+直接作用，使[H+]减少，因而促进了水的电离平衡正向移动。【总结】外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH－)c(H＋)酸逆不变减小减小增大碱逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小〖特别提醒〗溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)是不同的：①常温下水电离出的c(H+)=1×10-7mol/L，若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离；若某溶液中水电离出的c(H+)1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。②常温下溶液中的c(H+)1×10-7mol/L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液；c(H+)1×10-7mol/L，说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液。2、离子积常数（1）水的离子积常数：Kw=c(H+)c(OH－)（2）室温下：Kw＝1×10－14。（3）影响因素；只与温度有关，升高温度，Kw增大。（4）适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。（5）Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。【特别提醒】①水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积，所以与其说Kw是水的离子积常数，不如说是水溶液中的H＋和OH－的离子积常数。即Kw不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O。②水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。【方法精讲】1、水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算（1）常温下，中性溶液c(OH－)＝c(H＋)＝10－7mol·L－1（2）溶质为酸的溶液①来源OH－全部来自水的电离，水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)。②实例如计算pH＝2的盐酸溶液中水电离出的c(H＋)，方法是先求出溶液的c(OH－)＝Kw/10－2＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12mol·L－1。（3）溶质为碱的溶液①来源H＋全部来自水的电离，水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)。②实例如计算pH＝12的NaOH溶液中水电离出的c(OH－)，方法是先求出溶液的c(H＋)＝Kw/10－2＝10－12mol·L－1，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12mol·L－1。（4）水解呈酸性或碱性的盐溶液①pH＝5的NH4Cl溶液中H＋全部来自水的电离，由水电离的c(H＋)＝10－5mol·L－1，c(OH－)＝10－9mol·L－1，是因为部分OH－与部分NH＋4结合；②pH＝12的Na2CO3溶液中OH－全部来自水的电离，由水电离出的c(OH－)＝10－2mol·L－1。2、通过水电离出的H＋或OH－浓度判断水电离平衡的移动情况。①温度相同、pH相同的溶液对水的电离程度影响并不一定相同。如pH＝3的盐酸和NH4Cl溶液，前者抑制水的电离，后者促进水的电离；pH＝10的NaOH溶液和CH3COONa溶液，前者抑制水的电离，后者促进水的电离。②室温下，水电离出的c(H＋)＝1×10－7mol/L，若某溶液中水电离出的c(H＋)1×10－7mol/L，则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离；若某溶液中水电离出的c(H＋)1×10－7mol/L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。③度相同、pH相同的溶液对水的电离程度影响并不一定相同。如pH＝3的盐酸和NH4Cl溶液，前者抑制水的电离，后者促进水的电离；pH＝10的NaOH溶液和CH3COONa溶液，前者抑制水的电离，后者促进水的电离。【典例精讲】【例1】在pH为3的FeCl3溶液，pH为11的Na2CO3溶液和pH为3的盐酸中由水电离出来的H＋的浓度分别为：C1、C2、C3它们之间的关系是（）A．C1＜C2＜C3B．C1＝C2＞C3C．C1＞C2＞C3D．无法判断【答案】B【解析】氯化铁和碳酸钠都是可以水解的盐，所以促进水的电离。由于溶液中氢离子浓度和OH－的浓度都是相同的，所以由水电离出来的H＋的浓度相等，都是10－3mol/L；盐酸是强酸，抑制水的电离，因此盐酸中由水电离出来的H＋的浓度是10－11mol/L，答案选B。【例2】水的电离平衡曲线如右图所示，下列说法中不正确的是（）A．图中五点的KW间的关系为：BCA=D=EB．若从A点到D点，可采用：恒温条件下，在水中加入少量的醋酸，提高溶液酸性C．若从A点到C点，可采用：恒温条件下，在水中加入少量的醋酸铵，促进水的电离D．100℃时，将pH=2的硫酸与0.01mol·L－1的KOH溶液等体积混合后，溶液中c(H+)=c(OH－)=10－6mol·L－1【答案】C【解析】A、平衡常数只与温度有关，水的电离是吸热的，温度越高，平衡常数越大，所以正确，不选A；B、从A到D，氢离子浓度增大，温度不变，可以加入少量的醋酸，提高溶液的酸性，正确，不选B；C、从A到C点平衡常数改变，必须改变温度，错误，选C；D、二者恰好完全反应，溶液为中性，在100℃时水电离出的氢离子浓度为10-6,mol/L，溶液pH为6，正确，不选D。【考题精练】1．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为（）①1mol/L的盐酸②0.1mol/L的盐酸③0.01mol/L的NaOH．A．1：10：100B．0：1：12C．14：13：12D．14：13：2【答案】A【解析】根据水溶液中离子积常数Kw=c（H＋）×c（OH﹣），①1mol•L－1的盐酸中由水电离出的氢离子浓度mol·L－1=10﹣14mol·L－1，②0.1mol·L－1的盐酸中水电离出c(H＋)=c(OH－)，由水电离出的氢离子浓度10－14/10－1mol·L－1=10﹣13mol·L－1，③0.01mol·L－1的NaOH中水电离出c(H＋)=c(OH－)，由水电离出的氢离子浓度10－14/10－2mol·L－1=10﹣12mol·L－1，由水电离出的氢离子浓度之比为10﹣14mol·L－1：10﹣13mol•L－1：10﹣12mol·L－1=1：10：100，故选A正确。2．某溶液中在25℃时由水电离出的氢离子浓度为1×10﹣12mol/L，下列说法正确的是（）A．HCO3﹣离子在该溶液中一定不能大量共存B．该溶液的pH一定是12C．向该溶液中加入铝片后，一定能生成氢气D．若该溶液的溶质只有一种，它一定是酸或碱【答案】A【解析】某溶液中在25℃时由水电离出的氢离子浓度为1×10﹣12mol·L－1，溶液可能是酸，也可能是碱，A、HCO3－既不能存在碱中，也不能存在酸中，HCO3－在上述溶液不能大量共存，故正确；B、此溶液可能是酸，也可能是碱，pH=2，溶液是酸，pH=12溶液是碱，故错误；C、如果此溶液是硝酸，加入铝片不产生氢气，故错误；D、水电离出c(H＋)小于1×10－7，抑制水的电离，此溶液可能是酸，也可能是碱，故正确。