高中化学第三章物质在水溶液中的行为第节水溶液时教学设计鲁科选修.docx

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高中化学第三章物质在水溶液中的行为第节水溶液时教学设计鲁科选修

第三章物质在水溶液中的行为第1节水溶液第1课时

【教学目标】

知识与技能

1.知道水分子能电离，存在电离平衡，其平衡常数成为水的离子积常数；

2.了解强、弱电解质的特点，知道弱电解质的电离存在电离平衡，并能结合实例进行描述；

3.能够书写常见弱电解质的电离方程式。

过程与方法

1.学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取所需要的信息；

2.学习水的电离及强、弱电解质的判断，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力；

3.培养团队合作精神，在活动中学会与人相处。

情感态度与价值观

通过小组协作，发挥团队精神，发扬献身科研的品质

【教学过程】

本节内容是这一章的引领，在认识水的电离之后，才能深入继续学习其它物质或体系在水溶液中的行为，故正确理解、运用本节的知识点，认识其地位有着重要的意义。

本节的关键点有以下几点：

水的电离平衡及定量表示（水的离子积Kw）；水的平衡影响因素；两个定量关系，即：

[H+]·[OH—]=Kw，[H+]水电离的=[OH—]水电离的；强、弱电解质的判断及电离方程式的书写。

通过学习，让学生了解水的电离平衡特点及外界对其的影响，深化对水溶液体系的认识。

一、水的电离

1．纯水具有导电性，是因为纯水中存在能够自由移动的离子：

H＋、OH－。

水的电离方程式为H2O

H＋＋OH－。

2．25℃时，纯水中[H＋]＝[OH－]＝1.0×10－7mol·L－1。

3．水的电离平衡常数表达式为K＝

。

教材整理2　水的离子积常数

1．表达式：

KW＝[H＋][OH－]。

2．影响因素：

（1）25℃时，KW＝1.0×10－14_mol2·L－2。

（2）水的电离是吸热的可逆过程，故温度升高，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。

[探究·升华]

[思考探究]

（1）某温度下，测得纯水中的[H＋]＝2.5×10－7mol·L－1，则[OH－]为多少？

【提示】　只要是纯水，水电离出来的氢离子浓度就等于水电离出来的氢氧根离子浓度，故[OH－]＝2.5×10－7mol·L－1。

（2）25℃时，0.01mol/L的HCl溶液中H＋和OH－的来源是什么？

溶液中[H＋]和[OH－]为多少？

水电离出的[H＋]水和[OH－]水是多少？

【提示】　H＋来源于盐酸电离和H2O电离，OH－只来源于水电离。

[H＋]＝0.01mol/L＋[H＋]水≈0.01mol/L，

[OH－]＝

＝1×10－12mol/L，

[OH－]水＝[H＋]水＝1×10－12mol/L。

（3）25℃时，0.01mol/L的NaOH溶液中H＋和OH－来源是什么？

溶液中[H＋]、[OH－]为多少？

水电离出的[H＋]水和[OH－]水为多少？

【提示】　H＋只来自水电离，OH－来源于NaOH和H2O电离。

[OH－]＝0.01mol/L＋[OH－]水≈0.01mol/L，

[H＋]＝

＝1×10－12mol/L，

[H＋]水＝[OH－]水＝1×10－12mol/L。

[认知升华]

1．水的离子积是水达到电离平衡时具有的性质，不仅适用于纯水，也适用于其他物质稀的水溶液，如酸、碱、盐稀溶液中都有KW＝[H＋]·[OH－]，在常温时KW＝1.0×10－14mol2·L－2。

2．KW＝[H＋][OH－]式中[H＋]、[OH－]指的是溶液中总的[H＋]和[OH－]，包括水电离的和溶质电离的，如果酸、碱浓度大，水电离出来的[H＋]水或[OH－]水在计算时可忽略不计。

3．外界条件对水的电离平衡的影响

影响因素

电离平衡移动H2O

H＋＋OH－

影响结果

方向

原因

Kw

[H＋]变化

[OH－]变化

[H＋]与[OH－]的关系

温度

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－]

外加酸碱

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－]

外加活泼金属

右移

金属消耗水电离出的H＋

不变

减小

增大

[H＋]＜[OH－]

二、电解质在水溶液中的存在形态

1．强、弱电解质

（1）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；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。

（2）强电解质在水溶液中全部以离子的形态存在，弱电解质在水溶液中主要以分子的形态存在。

2．电解质电离方程式的书写

（1）强电解质，用符号“===”，如氯化氢、氯化钠的电离方程式分别为HCl===H＋＋Cl－、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CH3COOH

CH3COO－＋H＋、NH3·H2O

NH

＋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。

[思考探究]

小明等同学为了探究酸、碱、盐溶液的导电性，设计了如下实验：

a．在5只250mL烧杯中分别加入浓度为0.1mol·L－1的盐酸、CH3COOH溶液、NaOH溶液、NaCl溶液、氨水各150mL。

b．在5种溶液中分别放入相同规格的石墨电极，按下图连接好。

c．接通电源，仔细观察现象。

问题思考：

（1）现象①五个灯泡都亮起来，由此可得出什么结论？

【提示】　结论：

酸、碱、盐都是电解质，它们溶于水时会发生电离。

（2）现象②盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液对应的灯泡较亮，醋酸、氨水对应的灯泡较暗，由此可得出什么结论？

【提示】　结论：

醋酸、一水合氨的电离程度较小，都是弱电解质。

HCl、NaCl、NaOH的电离程度较大。

（3）五种溶液的溶质在水中的存在形式是怎样的？

【提示】　盐酸、NaCl、NaOH溶液中盐酸、NaCl、NaOH全部电离，以离子形式存在于溶液中；氨水、CH3COOH溶液中的NH3·H2O、CH3COOH主要以分子的形式存在于溶液中，只有极少量电离为离子。

（4）强电解质溶液的导电能力一定强，弱电解质溶液的导电能力一定弱吗？

溶液的导电能力取决于什么？

【提示】　不一定。

溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度和所带电荷数，溶液中自由移动离子的浓度越大，所带电荷越多，则导电能力越强。

而电解质的强弱是指电解质在水溶液中的电离情况，二者无必然关系，即强电解质溶液的导电能力不一定强，弱电解质溶液的导电能力不一定弱。

三、强、弱电解质的判断和电离方程式的书写

1．强、弱电解质的判断

强电解质

弱电解质

2．电离方程式的书写

（1）电解质在熔融状态下电离时，只能破坏离子键，如NaHSO4；在水溶液中电离时，既能破坏离子键，也能破坏共价键。

（2）多元弱酸的酸式盐为离子化合物，属于强电解质，在水溶液中首先完全电离为金属阳离子和酸式酸根离子，弱酸的酸式酸根离子只能微弱电离，故其电离出H＋和酸根离子时用“

”表示，如NaHCO3溶于水时，NaHCO3===Na＋＋HCO

，HCO

H＋＋CO

。

（3）多元弱酸分步电离，主要进行第一步电离，第二步电离较第一步更微弱，如H2CO3

H＋＋HCO

（主），HCO

H＋＋CO

（次）；多元弱碱分步电离，但书写电离方程式时一步写出，如Fe（OH）3

Fe3＋＋3OH－。

四、检测题

1.在常温下，某无色溶液中，由水电离出的c（H+）＝1×10-14mol/L，则该溶液中，一定能大量共存的离子是（）

A．K+、Na+、MnO4-、SO42-B．Na+、CO32-、AlO2-、Cl-

C．K+、Na+、Cl-、Br-D．K+、Cl-、Ba2+、HCO3-

2．浓度均为0.10mol/L、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随

的变化如图所示，下列叙述错误的是（）

A．MOH的碱性强于ROH的碱性

B．ROH的电离程度：

b点大于a点

C．若两溶液无限稀释，则它们的c（OH－）相等

D．当

=2时，若两溶液同时升高温度，则

增大

3．已知水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是（）

A．水的离子积常数

关系为：

KW（B）>KW（A）>KW（C）>KW（D）

B．向水中加入醋酸钠固体，可以从C点到D点

C．B点对应的温度下，pH＝4的硫酸与pH＝10的氢氧化钠溶液等体积混

合，溶液的pH＝7

D．升高温度可实现由C点到D点

4．如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液相互滴定的滴定曲线，下列叙述正确的是（）

A．盐酸的物质的量浓度为1mol·L－1

B．P点（两曲线交点）时恰好完全中和，溶液呈中性

C．曲线a是盐酸滴定氢氧化钠溶液的滴定曲线

D．酚酞不能用作本实验的指示剂

5．常温下用0．02mol/LNaOH溶液滴定0.01mol/L的H2SO4溶液中和后加水到100mL。

若滴定时终点判断有误差：

①多加了一滴NaOH，②少加了一滴NaOH（设1滴为0．05mL），则①和②溶液中c（OH-）比值是（）

A.1B.10-4C.104D.4×104

6．某固态化合物A不导电，但熔化或溶于水都能完全电离。

下列关于物质A的说法中，―定正确的是

A．非电解质B．弱电解质C．离子化合物D．易溶性盐

7．在不同温度下，水溶液中c（H＋）与c（OH-）关系如图所示。

下列说法不正确的是（）

A．图中五点Kw间的关系：

B>C>A=D=E

B．E点对应的水溶液中，可能有NH4+、Ba2+、Cl-、I-大量同时存在

C．若0.1mol/L的NaHA溶液水溶液中c（H+）与c（OH-）关系如图D点所示，则溶液中有：

c（HA-）＞c（OH-）＞c（A2-）＞c（H2A）

D．向NaHSO4溶液中滴入Ba（OH）2溶液，当c（H+）与c（OH-）关系如图A点所示，则溶液中反应：

2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O

参考答案

1.【答案】C

【解析】A、MnO4－显紫红色，故错误；B、此溶质为酸或碱，CO32－和AlO2－在酸中不能大量共存，故错误；C、既能在碱中大量共存，又能在酸中大量共存，故正确；D、HCO3－既不能在碱中大量共存，也不能在酸中大量共存，故错误。

2．【答案】D

【解析】A、相同浓度的一元碱，碱的pH越大其碱性越强，根据图知，未加水时，相同浓度条件下，MOH的pH大于ROH的pH，说明MOH的电离程度大于ROH，则MOH的碱性强于ROH的碱性，正确；B、由图示可以看出ROH为弱碱，弱电解质在水溶液中随着浓度的减小其电离程度增大，b点溶液体积大于a点，所以b点浓度小于a点，则ROH电离程度：

b点大于a点，正确；C、若两种溶液无限稀释，最终其溶液中c（OH-）接近于纯水中c（OH-），所以它们的c（OH-）相等，正确；D、根据A知，碱性MOH＞ROH，当

=2时，由于ROH是弱电解质，升高温度能促进ROH的电离，则

减小，错误。

3．【答案】B

【解析】A、水的离子积只受温度的影响，温度不变，C和D的温度相同，则Kw（C）=Kw（D），C点Kw=10－14，A点Kw=10－12，说明A点温度高于C，即温度大小顺序是A>B>C，温度升高，促进水的电离，因此水的离子积大小顺序是Kw（A）>Kw（B）>Kw（C）=Kw（D），故错误；B、加入醋酸钠，温度不变，因此水的离子积不变，醋酸钠属于强碱弱酸盐，溶液显碱性，即c（OH－）>c（H＋），故正确；C、B点温度高于C点，即B点水的离子积大于C点，pH=4的硫酸和pH=10的NaOH，等体积混合后，两者恰好完全反应，溶液显中性，即6

4．【答案】B

【解析】A、a点起始，盐酸浓度为0.1mol·L－1，故错误；B、盐酸和NaOH都是强电解质，交点两者恰好完全反应，生成溶质为NaCl，溶液显中性，故正确；C、曲线a是NaOH滴定盐酸，故错误；D、强酸滴定强碱，可以用酚酞作指示剂也可以用甲基橙作指示剂，故错误。

5．【答案】C

【解析】①多加了一滴NaOH，溶液显碱性，此时c（OH-）=（0.02mol/L×0.05mL）÷100mL=1×10-5mol/L；②少加一滴NaOH此时溶液显酸性，c（H+）=1×10-5mol/L，溶液里的c（OH-）=10-14÷10-5mol/L=10-9mol/L，则则①和②溶液中c（OH-）比值是（1×10-5mol/L）:

（10-9mol/L）=104，故答案为C。

6．【答案】C

【解析】由于A在熔化或溶于水都能完全电离的化合物，所以A一定为强电解质，熔化状态下能够电离出阴阳离子，则一定属于离子化合物，故选C。

灵活运用概念是解题关键；电解质是指在水溶液中或熔融状态下能够导电的化合物，例如酸、碱和盐等；非电解质是在水溶液中或熔融状态下都不能能够导电的化合物；因为A为固体化合物并且在熔化状态或溶于水中能够完全电离出离子从而导电，则A一定为强电解质，且一定为离子化合物，据此进行判断。

7．【答案】C

【解析】温度相同Kw相同，温度越高Kw越大，所以图中五点Kw间的关系：

B>C>A=D=E，故A正确；E点对应的溶液呈酸性，可能有NH4+、Ba2+、Cl-、I-不反应，能大量同时存在，故B正确；D点对应的溶液呈碱性，说明

水解大于电离，c（HA-）＞c（OH-）＞c（H2A）＞c（A2-），故C错误；A点对应的溶液呈中性，向NaHSO4溶液中滴入Ba（OH）2溶液的关系为2:

1，则溶液中反应：

2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O，故D正确。

2021届新高考化学模拟试卷

一、单选题（本题包括15个小题，每小题4分，共60分．每小题只有一个选项符合题意）

1．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A．标准状况下，11.2LSO3中含有原子数为2NA

B．用浓盐酸分别与MnO2、KClO3反应制备1molCl2，均转移电子2NA

C．将0.1molNH4NO3溶于适量的稀氨水，溶液恰好呈中性，溶液中NH4+数目小于0.1NA

D．2molNO和1molO2充分反应后，所得混合气体的分子数小于2NA

2．已知2FeSO4

Fe2O3＋SO2↑＋SO3↑，某同学设计利用如图装置分别检验产物中的气体。

下列有关表述错误的是（）

A．用装置甲高温分解FeSO4，点燃酒精喷灯前应先向装置内通一段时间N2

B．用装置乙可检验分解产生的SO2，现象是石蕊试液先变红后褪色

C．按照甲→丙→乙→丁的连接顺序，可用装置丙检验分解产生的SO3

D．将装置丁中的试剂换为NaOH溶液能更好的避免污染环境

3．改变下列条件，只对化学反应速率有影响，一定对化学平衡没有影响的是

A．催化剂B．浓度C．压强D．温度

4．室温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是（　　）

A．能使甲基橙变红的溶液：

Na＋、Ca2＋、Br－、HCO3－

B．

＝1×10－12的溶液：

K＋、Na＋、CO32－、AlO2－

C．0.1mol·L－1KFe（SO4）2溶液：

Mg2＋、Al3＋、SCN－、NO3－

D．0.1mol·L－1Ca5NH4（NO3）11溶液：

H＋、Fe2＋、Cl－、SO42-

5．设NA为阿伏加德罗常数值。

下列说法正确的是

A．常温下，1LpH=9的CH3COONa溶液中，发生电离的水分子数为1×10-9NA

B．常温下，10mL5.6mol/LFeC13溶液滴到100mL沸水中，生成胶粒数为0.056NA

C．向Na2O2通入足量的水蒸气，固体质量增加bg，该反应转移电子数为

D．6.8gKHSO4晶体中含有的离子数为0.15NA

6．某化学小组设计“全氢电池”如图中甲池（其中a、b为多孔石墨电极），拟用该电池电解处理生活污水，达到絮凝净化的目的。

其工作原理示意图：

闭合K工作过程中，下列分析错误的是

A．甲池中a极反应为：

H2-2e-+2OH-=2H2O

B．乙池中Fe电极区附近pH增大

C．一段时间后，乙池的两极间出现污染物颗粒沉降现象

D．如果Al电极上附着较多白色物质，甲池中Na+经过交换膜速率定会加快

7．关于氮肥的说法正确的是（　　）

A．硫铵与石灰混用肥效增强B．植物吸收氮肥属于氮的固定

C．使用碳铵应深施盖土D．尿素属于铵态氮肥

8．下列说法不正确的是（）

A．稳定性：

HBr

B．酸性：

H3PO4

C．原子半径：

Sn>As>S

D．表中，元素Pb的金属性最强

9．尿素燃料电池既能去除城市废水中的尿素，又能发电。

尿素燃料电池结构如下图所示，甲电极上发生如下反应：

CO（NH2）2+H2O-6e－→CO2+N2+6H+，则

A．甲电极是阴极

B．电解质溶液可以是KOH溶液

C．H+从甲电极附近向乙电极附近迁移

D．每2molO2理论上可净化1molCO（NH2）2

10．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（）

A．2molNO2与水充分反应，转移电子数为NA

B．含0.1molH3PO4的水溶液中PO43－的数目为0.1NA

C．0.5molNa2O2中O－的数目为NA

D．标况下，42g丙烯和丁烯混合物含C数目为3NA

11．萜类化合物广泛存在于动植物体内。

下列关于萜类化合物a、b的说法正确的是

A．a中六元环上的一氯代物共有3种（不考虑立体异构）

B．b的分子式为C10H12O

C．a和b都能发生加成反应、氧化反应、取代反应

D．只能用钠鉴别a和b

12．下列不能用于判断F和Cl的非金属性强弱的事实是

A．气态氢化物的稳定性B．最高价氧化物对应水化物的酸性

C．单质与氢气反应的难易D．单质与氢气反应放出热量的多少

13．化学与能源开发、环境保护、生产生活等密切相关。

下列叙述错误的是

A．光催化水制氢比电解水制氢更节能环保

B．用聚乙烯塑料代替聚乳酸塑料可减少白色污染

C．开发利用可再生能源，可减少化石燃料的使用

D．改进汽车尾气净化技术，可减少大气污染物的排放

14．已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

A．120gNaHSO4固体中含有H+的数目为NA

B．向FeBr2溶液中缓慢通入0.2molCl2时，被氧化的Fe2＋数目一定为0.4NA

C．用惰性电极电解1L浓度均为2mol/L的AgNO3与Cu（NO3）2的混合溶液，当有0.2NA个电子转移时，阴极析出金属的质量大于6.4g

D．加热条件下，1molFe投入足量的浓硫酸中，生成SO2的分子数目为NA

15．下列各组物质混合后，再加热蒸干并在300℃时充分灼烧至质量不变，最终可能得到纯净物的是

A．向FeSO4溶液中通入Cl2

B．向KI和NaBr混合溶液中通入Cl2

C．向NaAlO2溶液中加入HCl溶液

D．向NaHCO3溶液中加入Na2O2粉末

二、实验题（本题包括1个小题，共10分）

16．已知25℃时，Ksp（Ag2S）=6.3×10－50、Ksp（AgCl）=1.5×10－16。

某研究性学习小组探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因。

步骤

现象

Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合

产生白色沉淀

Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液

沉淀变为黑色

Ⅲ.滤出黑色沉淀，加入NaCl溶液

在空气中放置较长时间后，沉淀变为乳白色

（1）Ⅰ中的白色沉淀是__。

（2）Ⅱ中能说明沉淀变黑的离子方程式是__。

（3）滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀，推测含有AgCl。

用浓HNO3溶解，产生红棕色气体，沉淀部分溶解，过滤得到滤液X和白色沉淀Y。

ⅰ.向X中滴加Ba（NO3）2溶液，产生白色沉淀

ⅱ.向Y中滴加KI溶液，产生黄色沉淀

①由ⅰ判断，滤液X中被检出的离子是__。

②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀__。

（4）该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因：

在NaCl存在下，氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。

现象

B：

一段时间后，出现乳白色沉淀

C：

一段时间后，无明显变化

①A中产生的气体是___。

②C中盛放的物质W是__。

③该同学认为B中产生沉淀的反应如下（请补充完整）：

__

2Ag2S+__+__+2H2O=4AgCl+__+4NaOH

④从溶解平衡移动的角度，解释B中NaCl的作用__。

三、推断题（本题包括1个小题，共10分）

17．研究发现艾滋病治疗药物利托那韦对新型冠状病毒也有很好的抑制作用，它的合成中间体2-异丙基-4-（甲基氨基甲基）噻唑可按如下路线合成：

回答下列问题：

（1）A的结构简式是__________，C中官能团的名称为______________。

（2）①、⑥的反应类型分别是__________、_____。

D的化学名称是______。

（3）E极易水解生成两种酸，写出E与NaOH溶液反应的化学方程式：

_______。

（4）H的分子式为__________________。

（5）I是相对分子质量比有机物D大14的同系物，写出I符合下列条件的所有同分异构体的结构简式：

_____________。

①能发生银镜反应②与NaOH反应生成两种有机物

（6）设计由

，和丙烯制备

的合成路线______________（无机试剂任选）。

四、综合题（本题包括2个小题，共20分）

18．实验室常利用“棕色环”现象检验NO3—离子。

其方法为：

取含有NO3—的溶液于试管中，加入FeSO4溶液振荡，然后沿着试管内壁加入浓H2SO4，在溶液的界面上岀现“棕色环”。

回答下列问题：

（1）基态Fe2+核外未成对电子个数为_____。

（2）形成“棕色环”主要发生如下反应：

3[Fe（H2O）6]2++NO3－+4H+=3[Fe（H2O）6]3++NO↑+2H2O

[Fe（H2O）6]2++NO=[Fe（NO）（H2O）5]2+（棕色）+H2O

[Fe（NO）（H2O）5]2+中，配体是______、______，配位数为______。

（3）与NO互为等电子体的微粒是_____（任写一例）。

（4）SO42－的空间构型是_____，其中S原子的杂化方式是________。

（5）铁原子在不同温度下排列构成不同晶体结构，在912℃以下排列构成的晶体叫做α－铁；在912℃至1394℃之间排列构成的晶体叫做γ－铁；在1394℃以上排列构成的晶体，叫做δ－铁。

晶胞剖面结构如图所示：

①α－铁的原子堆积方式为_____。

δ－铁配位数为____。

②已知γ－铁晶体密度为dg/cm3，则Fe原子的半径为____nm（用含d、NA的式子表示）。

19．（6分）新技术的开发应用，不仅有利于改善环境质量，而且能充分开发“废物”的潜在价值。

回答下列问题：

（1）用烟道气与氢气来合成甲醇涉及到如下几个反应：

①CO（g）+2H2（g）=CH3OH（g）△H=-91kJ·mol-1