教育资料学年鲁科版选修4 第三单元第一节 水溶液共2课时 学案学习专用.docx
《教育资料学年鲁科版选修4 第三单元第一节 水溶液共2课时 学案学习专用.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《教育资料学年鲁科版选修4 第三单元第一节 水溶液共2课时 学案学习专用.docx（21页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
教育资料学年鲁科版选修4第三单元第一节水溶液共2课时学案学习专用
第一节 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
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。
（重点）
2．知道强弱电解质的区别，理解弱电解质的电离特点。
（重点）
3．能够书写常见弱电解质的电离方程式。
水的电离
[基础·初探]
教材整理1 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－]
[题组·冲关]
题组1 水的离子积常数
1．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是（ ）
A．蒸馏水中，[H＋]·[OH－]＝1×10－14mol2·L－2
B．纯水中，25℃时，[H＋]·[OH－]＝1×10－14mol2·L－2
C．25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中[H＋]·[OH－]＝1×10－14mol2·L－2
D．Kw值随温度升高而增大
【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Kw＝[H＋]·[OH－]＝1×10－14mol2·L－2。
【答案】 A
2．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（ ）
A．因水的离子积常数的表达式是Kw＝[H＋][OH－]，所以Kw随着H＋和OH－浓度的变化而变化
B．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K是同一个物理量
C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化
D．水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数是两个没有任何关系的物理量
【解析】 水的离子积常数仅仅是温度的函数，只随温度的变化而变化，与溶液中OH－和H＋的浓度无关；水的离子积常数Kw和水的电离平衡常数K的关系为Kw＝K[H2O]。
【答案】 C
3．如果25℃时，Kw＝1.0×10－14mol2·L－2,100℃时，Kw＝5.5×10－13mol2·L－2，这说明（ ）
A．25℃时水的电离平衡常数较大
B．前者[H＋]较后者大
C．水的电离是一个吸热过程
D．Kw与温度无直接关系
【解析】 由题知，考查温度对水的离子积的影响，温度升高，水的Kw增大，即[H＋]、[OH－]都增大，说明水的电离程度增大。
【答案】 C
题组2 水的电离平衡
4．常温下，某溶液中由水电离出的[H＋]＝1.0×10－13mol·L－1，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．硫酸钠水溶液
【解析】 c[H＋]水＝1.0×10－13mol·L－1＜1.0×10－7mol·L－1，说明水的电离受到抑制，溶液既可能呈酸性，也有可能呈碱性。
A项，SO2＋H2O
H2SO3，H2SO3
HSO
＋H＋，HSO
SO
＋H＋，溶液呈酸性。
【答案】 A
5．给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（ ）
A．[H＋]·[OH－]乘积不变
B．[H＋]增大了
C．[OH－]降低了
D．水电离出的[H＋]增加了
【解析】 无论溶液是酸性还是碱性，只要温度不变，溶液中[H＋]与[OH－]的乘积就不变；加入少量盐酸，溶液为酸性溶液，[H＋]增大，[OH－]降低，水电离出的[H＋]等于水电离出的[OH－]，应该也减小。
【答案】 D
6．25℃时，水的电离达到平衡：
H2O
H＋＋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．将水加热，KW减小
C．向水中加入少量固体Na，平衡逆向移动，[H＋]降低
D．向水中加入少量固体硫酸氢钠，[H＋]增大，Kw不变
【解析】 水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律，因此在水中加入物质，若增加OH－或H＋，则水的电离平衡逆向移动；若消耗OH－或H＋，则水的电离平衡正向移动。
A中，加入稀氨水，OH－浓度增大，平衡逆向移动，A错误。
C中，加入的固体Na与H＋反应使H＋浓度降低，平衡正向移动，C错误。
因水的电离是吸热的，升高温度，Kw增大；温度不变，Kw不变。
D正确，B错误。
【答案】 D
题组3 水溶液中的[H＋]和[OH－]
7．25℃时，把1mL0.1mol·L－1的稀硫酸加水稀释制成2L溶液，在此溶液中，由水电离产生的H＋的浓度接近于（ ）
A．1×10－4mol·L－1
B．1×10－8mol·L－1
C．1×10－11mol·L－1
D．1×10－10mol·L－1
【解析】 溶液中[H＋]必然减小，而由于KW为一常数，[OH－]必然增大，而OH－只能来自水的电离，故只需求出[OH－]，便知道由水电离出的[H＋]。
[H＋]＝
＝1×10－4mol·L－1，则[OH－]水＝[OH－]总＝
mol·L－1＝1×10－10mol·L－1。
则[H＋]水＝[OH－]水＝1×10－10mol·L－1。
【答案】 D
8．相同温度的下列溶液：
①0.1mol·L－1的硫酸
②0.01mol·L－1的NaOH溶液，其中由水电离产生的[H＋]之比为（ ）
A．1∶1B．1∶10
C．1∶20D．20∶1
【解析】 0.1mol·L－1H2SO4溶液中[H＋]＝0.2mol·L－1,0.01mol·L－1NaOH溶液中[OH－]＝0.01mol·L－1；H2SO4溶液中的OH－由H2O电离，NaOH溶液中的H＋由H2O电离，二者溶液中KW为一常数，则有0.2mol·L－1×[OH－]H2O＝0.01mol·L－1×[H＋]H2O，推知
＝
＝
。
【答案】 C
9．某温度下，纯水中的[H＋]＝2×10－7mol·L－1，则此时溶液的[OH－]为________mol·L－1；若温度不变，滴入稀硫酸，使[H＋]＝5×10－6mol·L－1，则[OH－]＝________mol·L－1；此时的温度________（填“高于”“低于”或“等于”）25℃。
【解析】 任何温度下水电离出的[H＋]水＝[OH－]水，故[OH－]为2×10－7mol·L－1，此时水的离子积KW＝[H＋][OH－]＝4×10－14mol2·L－2，滴入硫酸使[H＋]＝5×10－6mol·L－1，此时：
[OH－]＝
＝
＝8×10－9mol·L－1；升高温度，KW增大。
【答案】 2×10－7 8×10－9 高于
【规律总结】
（1）稀酸溶液中，[OH－]来源于水的电离，因此水电离的[H＋]水＝[OH－]＝
。
（2）稀碱溶液中，[H＋]来源于水的电离，因此水电离的[OH－]水＝[H＋]＝
。
电解质在水溶液中的存在形态
[基础·初探]
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。
[探究·升华]
[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。
[认知升华]
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－。
[题组·冲关]
题组1 强、弱电解质的判断
1．下列物质中，属于强电解质的是（ ）
A．SO3 B．H3PO4
C．CH3COOHD．BaSO4
【解析】 SO3溶于水，发生如下反应：
SO3＋H2O===H2SO4，H2SO4在水溶液中电离出自由移动的离子而导电，但SO3本身却不能电离出离子，所以SO3是非电解质；H3PO4和CH3COOH在水溶液中不能全部电离，仅能部分电离，所以H3PO4和CH3COOH是弱电解质；BaSO4的溶解度很小，所以其导电能力极弱，但它溶解的部分，能全部电离，所以BaSO4是强电解质。
【答案】 D
2．下列物质的分类组合全部正确的是（ ）
编号
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
H2S
CH3COOH
【解析】 A、C选项中的Cu、Cl2是单质，既不是电解质也不是非电解质；D选项中的CH3COOH是弱电解质，AgCl虽然难溶于水，但溶于水的AgCl完全电离，故属于强电解质。
【答案】 B
3．下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是（ ）
A．强电解质都是离子化合物，弱电解质都是共价化合物
B．强电解质都是可溶性化合物，弱电解质都是难溶性化合物
C．强电解质的水溶液中无溶质分子，弱电解质的水溶液中有溶质分子
D．强电解质的导电能力强，弱电解质的导电能力弱
【解析】 A项错误，HCl、HNO3等是共价化合物，但均是强电解质。
B项错误，BaSO4、CaCO3等虽然难溶于水，但它们溶于水的部分完全电离，都是强电解质。
C项正确，强电解质在水中完全电离为离子，不存在溶质分子，而弱电解质在溶液中只能部分电离，溶液中还存在溶质分子。
D项错误，电解质的强弱与溶液的导电能力强弱无必然关系，溶液的导电能力取决于溶液中自由移动离子的浓度及离子所带电荷数。
如强电解质溶液若浓度很小，导电能力会很弱；弱电解质溶液若浓度较大而电离出的离子浓度较大，导电能力会较强。
【答案】 C
题组2 电离方程式的书写
4．下列电解质电离方程式的书写错误的是（ ）
A．H2O
2H＋＋O2－
B．Na2SO4===2Na＋＋SO
C．H2S
H＋＋HS－
D．Al2O3（熔融）,2Al3＋＋3O2－
【解析】 水为极弱的电解质，通常情况只电离出H＋和OH－，即H2O
H＋＋OH－。
【答案】 A
5．下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是（ ）
A．NaHSO4===Na＋＋HSO
B．KHCO3===K＋＋HCO
C．Na2O===2Na＋＋O2－
D．BaSO4
Ba2＋＋SO
【解析】 硫酸为二元强酸，NaHSO4在水溶液中应完全电离为Na＋、H＋和SO
；KHCO3为弱酸的酸式盐，溶于水完全电离为K＋和HCO
，HCO
只能微弱的电离为H＋和CO
，在溶液中主要以HCO
形式存在；Na2O溶于水与水反应生成NaOH，而不能电离生成Na＋和O2－；BaSO4为离子化合物，属于强电解质，应用“===”表示。
【答案】 B
6．写出下列电解质的电离方程式：
（1）H2CO3：
________________________________________________________________。
（2）CH3COOH：
________________________________________________________________。
（3）KHCO3：
________________________________________________________________。
（4）CH3COONa：
________________________________________________________________。
【解析】 H2CO3、CH2COOH是弱电解质，KHCO3、CH3COONa是强电解质，但KHCO3中的HCO
部分电离。
【答案】
（1）H2CO3
H＋＋HCO
，HCO
H＋＋CO
（2）CH3COOH
CH3COO－＋H＋
（3）KHCO3===K＋＋HCO
，HCO
H＋＋CO
（4）CH3COONa===CH3COO－＋Na＋
第2课时 溶液的酸碱性与pH
1．了解溶液的酸碱性与溶液中[H＋]和[OH－]的关系。
2．知道pH的定义，了解溶液的酸碱性与pH的关系。
（重点）
3．能够进行有关pH的简单计算。
（重难点）
溶液的酸碱性与pH
[基础·初探]
教材整理1 溶液酸碱性与溶液中[H＋]
和[OH－]的关系
溶液酸碱性
[OH－]与[H＋]关系
酸碱性的强弱
溶液呈中性
[H＋]＝[OH－]
—
溶液呈酸性
[H＋]>[OH－]
[H＋]越大，
酸性越强
溶液呈碱性
[H＋]<[OH－]
[OH－]越大，
碱性越强
教材整理2 溶液的pH
1．pH的表达式
pH＝－lg[H＋]。
2．pH的物理意义
pH可以表示溶液的酸碱性及其强弱。
室温下：
[H＋]＝1×10－7mol·L－1，pH＝7，溶液呈中性；
[H＋]<1×10－7mol·L－1，pH>7，溶液呈碱性；
[H＋]>1×10－7mol·L－1，pH<7，溶液呈酸性。
3．pH的测定方法
（1）粗略测定：
酸碱指示剂，pH试纸。
（2）精确测定：
酸度计。
[探究·升华]
[思考探究]
把小块pH试纸放在玻璃片（或表面皿）上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，试纸变色后，马上与标准比色卡比较，来确定溶液的pH。
问题思考：
（1）pH＝7的溶液一定呈中性吗？
【提示】 因为水的电离受温度的影响，只有在室温时，Kw＝1.0×10－14mol2·L－2，pH＝7的溶液才显中性。
（2）pH＝14的溶液，碱性最强吗？
【提示】 因为pH的使用范围仅为0～14，pH＝14的溶液，[H＋]＝10－14mol·L－1，此时[OH－]＝1mol·L－1，[OH－]＞1mol·L－1的溶液都比pH＝14的溶液碱性强。
（3）在一定温度下，强碱的pH一定比弱碱的pH大吗？
【提示】 不一定。
pH的大小，取决于溶液中[OH－]的大小。
强碱溶液中[OH－]不一定大，弱碱溶液中[OH－]不一定小。
（4）pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润？
若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响？
【提示】 使用pH试纸不能用蒸馏水湿润，湿润后相当于稀释了溶液。
若是酸性溶液，则湿润后测得pH偏大；若为碱性溶液，则湿润后测得pH偏小；若为中性溶液，则无影响。
（5）用pH试纸测得某硫酸溶液的pH为4.2，他的结论正确吗？
【提示】 不正确。
用pH试纸测定pH时，得到的是估量值而非确切值，只能读取整数值。
[认知升华]
溶液的酸碱性与pH的关系
1．溶液酸碱性、[H＋]、[OH－]、pH对照表：
溶液
性质
[H＋]与[OH－]
大小关系
[H＋]/mol·L－1
pH
（25℃）
任意温度
25℃
中性
[H＋]＝[OH－]
[H＋]＝
[H＋]＝1×10－7
pH＝7
酸性
[H＋]＞[OH－]
[H＋]＞
智能文明答案[H＋]＞1×10－7
pH＜7
教学资源网站碱性
[H＋]＜[OH－]
智慧树《管理学》答案[H＋]＜
[H＋]＜1×10－7
pH＞7
推进一带一路建设既要2.25℃时，溶液酸碱性与[H＋]、pH的关系图示：
《春雨》阅读答案小学
（1）图示：
（2）相关说明：
溶液中[H＋]越小，[OH－]越大，溶液的碱性越强，pH越大；溶液中[H＋]越大，[OH－]越小，溶液的酸性越强，pH越小。
【特别提醒】
（1）pH每增大1个单位，[H＋]减小到原来的\f（1,10），[OH－]增大10倍。
昙花教学实录
（2）可用pH试纸粗略测定溶液的pH，利用酸度计可精确测定溶液的pH。
[题组·冲关]
题组1 溶液的酸碱性
1．溶液的酸碱性取决于（ ）
描写学习态度的成语A．溶液pH的大小
教案的教学反思怎么写B．溶液中[H＋]与[OH－]的相对大小
极昼的知识C．溶液中[H＋]
D．酸与碱是否恰好完全反应
【解析】 溶液的酸碱性取决于[H＋]与[OH－]的相对大小，当[H＋]>[OH－]时，溶液显酸性，当[H＋]＝[OH－]时，溶液显中性，当[H＋]<[OH－]时，溶液显碱性。
【答案】 B
任务标题2．某温度时水的离子积为1×10－12mol2·L－2，若该温度下某溶液中[H＋]＝1×10－7mol·L－1，则该溶液（ ）
A．呈碱性 B．呈酸性
C．呈中性D．[OH－]＝10[H＋]
【解析】 溶液中[OH－]＝
＝1×10－5mol·L－1，[OH－]＞[H＋]，溶液呈碱性。
【答案】 A
3．25℃的下列溶液中碱性最强的是（ ）
A．pH＝11的溶液
B．[OH－]＝0.12mol·L－1的溶液
C．1L中含有4gNaOH的溶液
D．[H＋]＝1×10－10mol·L－1的溶液
【解析】 溶液的碱性最强，则该溶液中[OH－]最大。
A项，[OH－]＝10－3mol·L－1；C项，[OH－]＝
＝0.1mol·L－1；D项，[OH－]＝
＝10－4mol·L－1。
【答案】 B
题组2 溶液的pH
4．下列试纸中，在测溶液的性质时，预先不能用蒸馏水润湿的是（ ）
A．石蕊试纸B．醋酸铅试纸
C．淀粉KI试纸D．pH试纸
【解析】 pH试纸用蒸馏水润湿，相当于将溶液稀释，若是酸性溶液，则[H＋]变小，pH偏大；若是碱性溶液，则[OH－]变小，pH偏小；若是中性溶液，则[H＋]和[OH－]不变，pH不变。
【答案】 D
5．常温下，柠檬水溶液的pH是3，其中的[OH－]是（ ）
A．0.1mol·L－1B．1×10－3mol·L－1
C．1×10－7mol·L－1D．1×10－11mol·L－1
【解析】 pH＝－lg（H＋）⇒[H＋]＝10－pH，pH＝3⇒[H＋]＝10－3mol·L－1，
[OH－]＝
升级会员 