鲁科版高中化学反应原理311水的电离及电解质在水溶液中的存在形态.docx

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鲁科版高中化学反应原理311水的电离及电解质在水溶液中的存在形态

第1节水溶液

第1课时　水的电离及电解质在水溶液中的存在形态

[课标要求]

1．理解水的电离过程以及水的离子

积常数的含义，并能应用水的离子

积常数进行相关计算。

2．知道强、弱电解质的区别，理解

弱电解质电离平衡的含义。

3．能够书写常见弱电解质的电离方

程式。

1．水的电离

（1）电离特点：

微弱，可逆过程。

（2）电离方程式：

H2OH＋＋OH－。

2．水的离子积常数

（1）水的电离平衡常数表达式为K＝。

（2）水的离子积常数表达式为KW＝[H＋][OH－]。

（3）KW的影响因素：

①25℃时，KW＝1.0×10－14_mol2·L－2。

②水的电离是吸热的可逆过程，升高温度，KW增大。

③水的离子积常数只受温度的影响，与[H＋]、[OH－]的变化无关。

1．只有在纯水中，才能使用KW＝[H＋][OH－]吗？

提示：

KW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[H＋]水＝[OH－]水。

2．影响水的电离平衡的因素有哪些？

提示：

温度、酸、碱及活泼金属。

1．纯水和其他物质稀的水溶液（如酸、碱、盐水溶液）中都存在KW＝[H＋][OH－]，常温下KW＝1.0×10－14（mol·L－1）2。

2．KW表达式中，[H＋]和[OH－]是指整个溶液中的[H＋]和[OH－]，并不仅仅指由水电离的。

但是一般情况下有下列情况：

酸溶液中KW＝[H＋]酸[OH－]水（忽略水电离出的H＋的浓度）；

碱溶液中KW＝[H＋]水[OH－]碱（忽略水电离出的OH－的浓度）。

3．外界条件对水的电离平衡的影响。

影响

因素

水的电离平衡移动

H2OH＋＋OH－

影响结果

方向

原因

KW

[H＋]变化

[OH－]变化

[H＋]与[OH－]的关系

升温

右移

水的电离

过程吸热

增大

增大

增大

[H＋]＝[OH－]

降温

左移

减小

减小

减小

[H＋]＝[OH－]

加酸

左移

增大[H＋]

不变

增大

减小

[H＋]>[OH－]

加碱

左移

增大[OH－]

不变

减小

增大

[H＋]<[OH－]

加活泼金属

右移

金属消耗水

电离出的H＋

不变

减小

增大

[H＋]<[OH－]

1．下列说法正确的是（　　）

A．水的离子积KW随温度的改变而变化

B．25℃时，只有在纯水中，才有KW＝1×10－14mol2·L－2

C．任何温度下，在酸、碱、盐稀水溶液中，都有KW＝1×10－14mol2·L－2

D．NaCl溶液中既无OH－也无H＋

解析：

选A　25℃时，任何物质稀溶液都有KW＝1.0×10－14（mol·L－1）2，B错；温度升高，KW增大，温度降低，KW减小，C错误；酸、碱、盐水溶液中都存在OH－和H＋，D错。

2．下列说法正确的是（　　）

A．HCl溶液中无OH－

B．NaOH溶液中无H＋

C．NaCl溶液中既无OH－，也无H＋

D．常温下，任何物质的水溶液中都有H＋和OH－，且KW＝[H＋][OH－]＝1×10－14

mol2·L－2

解析：

选D　在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存。

KW只与温度有关，一定温度下，KW为常数，即25℃（常温下）时KW＝1×10－14mol2·L－2。

3.25℃时，水的电离达到平衡：

H2OH＋＋OH－　ΔH>0，下列叙述正确的是（　　）

A．向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，[OH－]降低

B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，[H＋]增大，KW不变

C．向水中加入少量固体NaOH，平衡正向移动，[H＋]降低

D．将水加热，KW减小

解析：

选B　加入氨水后溶液呈碱性，[OH－]增大，A错；硫酸氢钠在水溶液中完全电离：

NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，[H＋]增大，KW只与温度有关，不发生变化，B对；水溶液中加入碱后会抑制水的电离，平衡逆向移动，C错；升温后水的电离平衡正向移动，KW增大，D错。

4．现有下列物质：

①100℃纯水；②25℃0.1mol·L－1HCl溶液；③25℃0.1mol·L－1KOH溶液；④25℃0.1mol·L－1Ba（OH）2溶液。

（1）这些物质与25℃纯水相比，能促进水的电离的是________（填序号），能抑制水的电离的是________，溶液中c（OH－）全部是水电离的是________，溶液中c（H＋）全部是水电离的是________。

（2）由②和③溶液中水的电离程度相等，可推出的结论是同一温度下，时，

水的电离程度相等。

解析：

水的电离过程吸热，升温，促进水的电离；酸、碱抑制水的电离。

强酸溶液中，由于酸电离出的c（H＋）远大于水电离出的c（H＋），酸电离的c（H＋）可看成溶液中的c（H＋）；强碱溶液中，由于碱电离的c（OH－）远大于水电离出的c（OH－），碱电离的c（OH－）可看成溶液中的c（OH－）。

答案：

（1）①　②③④　①②　①③④

（2）酸溶液中的c（H＋）等于碱溶液中的c（OH－）

1．强电解质和弱电解质

（1）强电解质：

在稀的水溶液中完全电离的电解质称为强电解质，包括强酸、强碱和大多数盐类；强电解质在水溶液中全部以离子的形态存在。

（2）弱电解质：

在水溶液中部分电离的电解质称为弱电解质，其溶液中存在着电离平衡。

如弱酸、弱碱和水是弱电解质。

弱电解质在水溶液中主要以分子形态存在。

2．电解质电离方程式的书写

（1）强电解质，用符号“===”，如硫酸、氯化钠的电离方程式分别为H2SO4===2H＋＋SO、NaCl===Na＋＋Cl－。

（2）弱电解质，用符号“”，如醋酸、一水合氨的电离方程式分别为CH3COOHCH3COO－＋H＋、NH3·H2ONH＋OH－。

3．溶剂化作用

溶质分子或离子与溶剂相互吸引的作用叫做溶剂化作用。

电解质溶于水后形成的离子或分子实际是以水合离子或水合分子的形态存在。

在四个烧杯中分别盛有等体积的0.5mol·L－1的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液，按下图装置连接仪器，接通电源观察灯泡的亮度。

[问题思考]

1．上述实验现象是什么？

结论是什么？

提示：

盛有盐酸、NaCl溶液的烧杯灯泡较亮，盛有氨水、CH3COOH溶液的烧杯灯泡较暗；同浓度的盐酸、NaCl溶液比氨水、CH3COOH溶液导电能力强。

2．产生问题“1”中现象的原因是什么？

提示：

在溶质浓度相同的情况下，溶液中离子浓度不同，灯泡较亮的溶液中的离子浓度大于灯泡较暗溶液中的离子浓度。

3．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吗？

提示：

不一定，与电解质溶液的浓度有关，很稀的强电解质溶液也可能比浓度较大的弱电解质溶液的导电能力弱。

4．CaCO3难溶于水，其水溶液的导电能力很弱，CaCO3是弱电解质，对吗？

提示：

虽然CaCO3难溶于水，但其溶于水的部分在水中完全电离，故CaCO3是强电解质。

1．强电解质与弱电解质的比较

强电解质

弱电解质

概念

溶于水后能完全电离的电解质

溶于水后只有部分电离的电解质

化合物类型

离子化合物、共价化合物

共价化合物

电离程度

完全电离

部分电离

溶液中存在的微粒

（水分子不计）

只有电离出的阴、阳离子，不存在电解质分子

既有电离出的阴、阳离子，又有电解质分子

实例

盐（包括难溶性盐）；强酸HNO3、H2SO4等；

强碱：

KOH、NaOH、Ba（OH）2等

弱酸：

H2CO3、CH3COOH、HClO等；

弱碱：

NH3·H2O、Cu（OH）2、Fe（OH）3等水

2.对强、弱电解质的理解

（1）电解质的强弱与溶解性无关

某些盐如BaSO4、CaCO3等，虽难溶于水却是强电解质；而如CH3COOH、NH3·H2O尽管易溶于水，却部分电离，是弱电解质。

（2）电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系

溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷多少决定，很稀的强电解质溶液导电性很弱，浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。

3．电离方程式的书写

类型

电离方程式的特点

典型例子

强电解质

完全电离，电离方程式写“===”

H2SO4===2H＋＋SO

NaOH===Na＋＋OH－

NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

弱电解质

一元弱酸或弱碱

不完全电离，电离方程式写“”

CH3COOHCH3COO－＋H＋

NH3·H2ONH＋OH－

多元弱酸

分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”

H2CO3H＋＋HCO（主）

多元弱碱

用一步电离表示，且电离方程式写“”

Cu（OH）2Cu2＋＋2OH－

1．下列关于电解质的叙述中，正确的是（　　）

①碳酸钙在水中溶解度很小，所以碳酸钙是弱电解质

②碳酸钙在水中的溶解度很小，但被溶解的碳酸钙全部电离，所以碳酸钙是强电解质

③氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质

④水难电离，纯水几乎不导电，所以水是弱电解质

A．①②　　　B．②③　　　C．①③　　　D．②④

解析：

选D　电解质的电离与其溶解性无关，某些难溶（或微溶）的盐，如BaSO4、CaCO3等，虽然其溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，则属于强电解质；导电性取决于离子所带的电荷数及离子浓度，氨气溶于水生成的NH3·H2O发生微弱电离，NH3·H2O属于弱电解质，水属于弱电解质。

2．

（1）写出下列物质的电离方程式。

①HClO：

。

②H2CO3：

。

③NaHSO4溶液：

。

④NaHSO3溶液：

。

⑤熔融NaHSO4：

。

⑥NH3·H2O：

。

（2）下列物质是强电解质的是________，是弱电解质的是________。

①CH3COOH　②AgCl　③盐酸　④SO2　⑤Al（OH）3⑥Cu　⑦HNO3　⑧NH4HCO3

答案：

（1）①HClOH＋＋ClO－

②H2CO3H＋＋HCO、HCOH＋＋CO

③NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO

④NaHSO3===Na＋＋HSO（HSOH＋＋SO）

⑤NaHSO4===Na＋＋HSO

⑥NH3·H2ONH＋OH－

（2）②⑦⑧　　①⑤

[二级训练·节节过关]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

1．下列说法正确的是（　　）

A．CO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质

B．BaSO4不溶于水，其水溶液的导电能力极弱，所以BaSO4是弱电解质

C．液溴不导电，所以溴是非电解质

D．强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强

解析：

选D　A中是因CO2＋H2OH2CO3，H2CO3电离出H＋和HCO，HCO又电离出H＋和CO，从而使溶液导电，而不是CO2自身电离，因此H2CO3是电解质，而CO2是非电解质，A错误；电解质强弱的划分是根据其电离的程度，而不是根据其溶解度的大小，BaSO4的溶解度很小，但溶于水的部分完全电离，所以BaSO4是强电解质，但其溶液导电能力差，B错误；电解质和非电解质都是化合物，液溴是单质，C错误；电解质溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子的浓度以及离子所带的电荷数多少有关，所以强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强，D正确。

2．下列物质的分类组合全部正确的是（　　）

选项

强电解质

弱电解质

非电解质

A

NaCl

HF

Cl2

B

NaHCO3

NH3·H2O

CCl4

C

Ba（OH）2

HCl

Cu

D

AgCl