鲁科版化学选修4《水溶液》word学案.docx
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鲁科版化学选修4《水溶液》word学案
第1节水溶液
第1课时 水的电离 电解质在水溶液中的存在形态
【目标要求】 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。
【学习过程】
一、水的电离和KW
1．水的电离：
水是电解质，发生电离，电离方程式为：
水的电离平衡常数的表达式为
【思考】实验测得，在室温下1LH2O（即mol）中只有1×10-7molH2O电离，则室温下C（H+）和C（OH-）分别为多少?
2．水的离子积
水的离子积：
KW=。
【注】
（1）一定温度时，KW是个常数，KW只与有关，越高KW越。
25℃时，KW=
，100℃时，KW=10-12。
（2）KW不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
任何水溶液中，由水所电离而生成的C（H+）C（OH-）。
※影响水的电离平衡的因素：
温度：
水的电离是的过程（填吸热或放热），
温度升高会使水的电离平衡向移动（填左、右或不）。
浓度：
加酸，水的电离平衡向移动（填左、右或不）；
加碱，水的电离平衡向移动（填左、右或不）。
可见，加酸、加碱都会水的电离，但水的离子积常数不变。
（填“促进”“抑制”或“不影响”）
【讨论】改变下列条件水的电离平衡是否移动？
向哪个方向移动？
水的离子积常数是否改变？
是增大还是减小？
①升高温度②加入NaCl③加入NaOH④加入HCl
二、电解质在水溶液中的存在形态
1．强电解质和弱电解质
强电解质
弱电解质
定义
在稀的水溶液中________的电解质
在水溶液中________的电解质
化合物类型
强酸、强碱、大多数盐
弱酸、弱碱、水
电离程度
完全
不完全（部分）
电离过程
不可逆
可逆
电离方程式
HCl：
____________NaCl：
____________
CH3COOH：
__________
2.溶剂化作用
________________与________相互吸引的作用。
电解质溶于水后形成的离子或分子实际以“____________”或“____________”的形态存在。
知识点一 水的电离
1．在某温度时，测得纯水中的[H＋]＝2.0×10－7mol·L－1，则[OH－]为（ ）
A．2.0×10－7mol·L－1B．0.1×10－7mol·L－1
C．1.0×10－14/2.0×10－7mol·L－1D．无法确定
2．在相同温度下，0.01mol·L－1NaOH溶液和0.01mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是（ ）
A．由水电离出的[H＋]相等B．由水电离出的[H＋]都是1.0×10－12mol·L－1
C．由水电离出的[OH－]都是0.01mol·L－1D．两者都促进了水的电离
知识点二 强电解质、弱电解质
3．关于强、弱电解质的有关叙述错误的是（ ）
A．强电解质在溶液中完全电离成阴、阳离子
B．在溶液中，导电能力强的电解质是强电解质
C．对同一弱电解质来说，当溶液的温度和浓度不同时，其导电能力也不相同
D．纯净的强电解质在液态时，有的导电，有的不导电
4．下列叙述正确的是（ ）
A．NaCl溶液在电流的作用下电离成Na＋和Cl－
B．溶于水后能电离出氢离子的化合物都是酸
C．二氧化碳溶于水能部分电离，故二氧化碳属于弱电解质
D．硫酸钡难溶于水，但硫酸钡属于强电解质
知识点三 电离方程式的书写
5．下列电离方程式书写错误的是（ ）
A．NH3·H2O
NH
＋OH－B．Ba（OH）2===Ba2＋＋2OH－
C．H2SO4===2H＋＋SO
D．NaHCO3===Na＋＋H＋＋CO
6．下列不属于电离方程式的是（ ）
A．2H2O
H3O＋＋OH－B．H2O
H＋＋OH－
C．CH3COOH＋H2O
CH3COO－＋H3O＋D．CH3COOH＋NaOH===CH3COONa＋H2O
练基础落实
1．下列电离方程式中，不正确的是（ ）
A．Ba（OH）2
Ba2＋＋2OH－B．NH3·H2O
NH
＋OH－
C．CH3COOH
CH3COO－＋H＋D．AgCl===Ag＋＋Cl－
2．水的电离过程为H2O
H＋＋OH－，在不同温度下其平衡常数分别为：
K（25℃）＝1.0×10－14mol2·L－2，K（35℃）＝2.1×10－14mol2·L－2，则下列叙述正确的是（ ）
A．[H＋]随着温度的升高而降低B．在35℃时，[H＋]>[OH－]
C．水的电离程度α（25℃）>α（35℃）D．水的电离是吸热的
3．下列叙述中，不正确的是（ ）
A．在水溶液里和熔融状态下均不导电的化合物，叫做非电解质
B．电解质、非电解质都指化合物而言，单质不在此范畴
C．在水中导电的物质一定是电解质
D．水是极弱的电解质
4．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（ ）
A．因为水的离子积常数的表达式是KW＝[H＋][OH－]，所以KW随溶液中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K是两个没有任何关系的物理量
练方法技巧
5．常温下，下列四种溶液：
①1mol·L－1的盐酸 ②0.1mol·L－1的盐酸 ③0.01mol·L－1的NaOH溶液 ④0.001mol·L－1的NaOH溶液。
四种溶液中，由水电离生成的[H＋]之比为（ ）
A．1∶10∶100∶1000B．0∶1∶12∶11
C．14∶13∶12∶11D．14∶13∶2∶1
6．把0.05molNaOH固体分别加入到100mL下列液体中，溶液的导电能力变化最小的是（ ）
A．自来水B．0.5mol·L－1盐酸
C．0.5mol·L－1CH3COOH溶液D．0.5mol·L－1KCl溶液
题号
1
2
3
4
5
6
答案
练综合拓展
7．现有如下各化合物：
①酒精，②氯化铵，③氢氧化钡，④氨水，⑤蔗糖，⑥高氯酸，⑦氢硫酸，⑧硫酸氢钾，⑨磷酸，⑩硫酸。
请用物质的序号填写下列空白：
（1）属于电解质的有
________________________________________________________________________。
（2）属于强电解质的有
________________________________________________________________________。
（3）属于弱电解质的有
________________________________________________________________________。
8．写出下列物质在水溶液中的电离方程式：
（1）次氯酸
（2）硫酸氢钾 （3）氢氧化铁 （4）碳酸氢钠
第1课时参考答案
对点训练
1．A [根据水的电离方程式H2O
H＋＋OH－可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的[H＋]＝[OH－]，故[H＋]＝[OH－]＝2.0×10－7mol·L－1，故答案为A。
]
2．A [若该温度下水的离子积常数为KW（这里没有说是25℃），则在0.01mol·L－1的NaOH溶液中，由水电离的[H＋]＝
＝
mol·L－1。
在0.01mol·L－1的HCl溶液中，由水电离出的[H＋]＝[OH－]水电离＝
mol·L－1。
]
3．B [判断强、弱电解质就是看电解质在水溶液中是否完全电离。
B导电能力强，只能说明溶液中离子浓度大，并不能说明溶质是完全电离的；D是正确的，因为有些强电解质是共价化合物，在液态时没有自由移动的离子，所以不导电。
]
4．D [NaCl溶于水（或熔化）即电离产生Na＋和Cl－，在电流的作用下Na＋和Cl－定向移动，所以NaCl溶液能导电，可见电解质的电离不需要在电流作用下完成，故A不正确；溶于水能电离出氢离子的化合物除酸外，还有酸式盐，故B不正确；CO2溶于水与水反应生成碳酸，碳酸部分电离，而不是CO2本身电离，因此碳酸是弱电解质，CO2是非电解质，故C不正确；BaSO4虽难溶于水，但溶解的部分完全电离，且BaSO4在熔化状态下能完全电离，故BaSO4是强电解质，因此D正确。
]
5．D [NH3·H2O属于弱电解质，其电离方程式为NH3·H2O
NH
＋OH－。
酸式盐电离出的酸式酸根中“HSO
”可写成“H＋＋SO
”的形式，因为“HSO
”属于酸式强酸根，但HCO
、HS－、HSO
、HPO
等属于酸式弱酸根，不能再分开写了，D正确的电离方程式为：
NaHCO3===Na＋＋HCO
。
]
6．D [电解质溶于水后形成的离子并不是单独存在的，而是与水分子相互吸引、相互结合，以水合离子的形态存在的，所以选项A、C分别是水和醋酸的电离方程式；B选项为水的电离方程式的简写。
]
课时作业
1．A [
（1）Ba（OH）2和AgCl都是强电解质，书写时要用符号“===”，表示强电解质在溶于水时完全电离。
（2）NH3·H2O和CH3COOH都是弱电解质，书写时要用符号“
”，表示弱电解质溶于水时部分电离。
]
2．D
3．C [这是考查有关电解质、非电解质、强电解质、弱电解质等概念的题目。
谈电解质可以从水溶液里或熔融状态下是否导电的化合物想起。
]
4．C [水的离子积常数KW＝K·[H2O]，一定温度下K和[H2O]都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数，水的离子积常数的表达式是KW＝[H＋][OH－]，但是只要温度一定，KW就是不变的常数，溶液中[H＋]变大，[OH－]则变小，反之亦然。
]
5．A [
（1）在盐酸中，溶液中的OH－全部是由水电离得到的，则由水电离产生的[H＋]等于溶液中的[OH－]：
①中[H＋]水电离＝[OH－]＝1×10－14mol·L－1，②中[H＋]水电离＝[OH－]＝1×10－13mol·L－1。
（2）在NaOH溶液中，溶液中的H＋全部是由水电离得到的，则由水电离产生的[H＋]等于溶液中的[H＋]：
③中[H＋]＝1×10－12mol·L－1，④中[H＋]＝1×10－11mol·L－1。
因此，四种溶液中水电离出的[H＋]之比为10－14∶10－13∶10－12∶10－11＝1∶10∶100∶
1000。
]
6．B [溶液混合后导电能力变化的大小，关键看混合后溶液中自由移动离子的浓度的变化。
由于自来水几乎不导电，加入0.05molNaOH后，导电性突然增大；醋酸是弱电解质，加入0.05molNaOH后，生成强电解质CH3COONa，导电性明显增强；0.5mol·L－1的KCl中加入0.05molNaOH固体后，离子浓度增大，导电能力增强；只有0.5mol·L－1100mL的盐酸，与0.05molNaOH反应生成强电解质NaCl0.05mol，不影响导电性。
]
7．
（1）②③⑥⑧⑨⑩
（2）②③⑥⑧⑩ （3）⑨
8．
（1）HClO
H＋＋ClO－
（2）KHSO4===K＋＋H＋＋SO
（3）Fe（OH）3
Fe3＋＋3OH－
（4）NaHCO3===Na＋＋HCO
解析 次氯酸是弱酸，其在水溶液中不能完全电离，存在电离平衡：
HClO
H＋＋ClO－；硫酸氢钾是强电解质，在溶液中完全电离，并且由于硫酸是二元强酸，所以：
KHSO4===K＋＋H＋＋SO
；氢氧化铁是弱碱，其在溶液中不能完全电离，存在电离平衡：
Fe（OH）3
Fe3＋＋3OH－；碳酸氢钠是强电解质，其在溶液中完全电离：
NaHCO3===Na＋＋HCO
。
第2课时 溶液的酸碱性与pH值
[目标要求] 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。
一、溶液酸碱性与溶液中[H＋]和[OH－]的关系
溶液酸碱性
[OH－]与[H＋]的关系
酸碱的强弱
溶液呈中性
[H＋]__[OH－]
溶液呈酸性
[H＋]__[OH－]
[H＋]越大，酸性越__
溶液呈碱性
[H＋]__[OH－]
[OH－]越大，碱性越__
二、溶液的pH值
1．pH的表达式：
pH＝________。
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，pH____，溶液呈中性；pH____，溶液呈碱性；pH____，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：
________。
三、有关pH的计算
（一）单一溶液的PH计算
1、分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/LBa（OH）2溶液的PH值。
（二）酸碱混合溶液的PH计算
2、将PH=2的H2SO4溶液与PH=4的H2SO4溶液等体积混合后,求溶液的PH值。
3、将PH=8的NaOH溶液与PH=10的NaOH溶液等体积混合后,求溶液的PH值。
（三）酸、碱加水稀释后溶液的PH值
6、常温下，将PH=1的H2SO4溶液和PH=13的NaOH溶液分别稀释1000倍，求所得溶液的PH值。
【思考】若在常温下，将PH=1的CH3COOH溶液和PH=13的NH3·H2O溶液分别稀释1000倍，则所得溶液的PH值在什么范围之内。
知识点一 溶液的酸碱性
1．下列溶液一定呈中性的是（ ）
A．pH＝7的溶液B．[H＋]＝[OH－]的溶液
C．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液D．非电解质溶于水得到的溶液
2．下列溶液一定显酸性的是（ ）
A．溶液中[OH－]>[H＋]B．滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
C．溶液中[H＋]＝10－6mol·L－1D．pH<7的溶液
3．下列说法正确的是（ ）
A．pH<7的溶液不一定是酸溶液
B．常温下，pH＝5的溶液和pH＝3的溶液相比，前者[OH－]不一定是后者的100倍
C．室温下，每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离
D．在1mol·L－1的氨水中，改变外界条件使[NH
]增大，则溶液的pH一定增大
知识点二 pH值
4．90℃时水的离子积KW＝3.8×10－13mol2·L－2，该温度时纯水的pH是（ ）
A．等于7B．小于7C．大于7D．无法确定
5．常温下，某溶液中由水电离产生的[H＋]＝1×10－11mol·L－1，则该溶液的pH可能是（ ）
A．4 B．7 C．8 D．11
6．在常温下，将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于（ ）
A．8.3B．8.7C．9D．9.7
练基础落实
1．25℃的下列溶液中，碱性最强的是（ ）
A．pH＝11的溶液B．[OH－]＝0.12mol·L－1
C．1L中含有4gNaOH的溶液D．[H＋]＝1×10－10mol·L－1的溶液
2．将pH为3和pH为5的稀盐酸等体积混合，所得溶液的pH为（ ）
A．3.7B．3.3C．4.7D．5.3
3．下列说法正确的是（ ）
A．HCl溶液中无OH－B．NaOH溶液中无H＋
C．KCl溶液中既无H＋也无OH－
D．常温下，任何物质的水溶液中都有H＋和OH－，且KW＝1×10－14mol2·L－2
练方法技巧
4．在某温度时，水的离子积为1.0×10－12mol2·L－2，若该温度下某溶液中[H＋]为1.0×10－7mol·L－1，则该溶液（ ）
A．呈碱性B．呈酸性C．呈中性D．[OH－]＝1000[H＋]
5．在一定体积pH＝12的Ba（OH）2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的KHSO4溶液。
当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。
若反应后溶液的体积等于Ba（OH）2溶液与KHSO4溶液的体积之和，则Ba（OH）2溶液与KHSO4溶液的体积比是（ ）
A．1∶9 B．1∶1C．1∶2 D．1∶4
题号
1
2
3
4
5
答案
练综合拓展
6．在重水D2O中存在电离：
D2O
D＋＋OD－，因此，对D2O可以采用同pH一样的定义来规定pD，即pD＝－lg[D＋]。
已知在某温度下，D2O达电离平衡时，[D＋][OD－]＝1.6×10－15mol2·L－2，则纯净的D2O在此温度下的pD________7（填“>”、“<”或“＝”）。
此温度下，若用0.01molDCl溶于D2O配成1L溶液，pD________；若用0.01molNaOD溶于D2O配成1L溶液时，pD________12（填“>”、“<”或“＝”）。
7．水的电离平衡曲线如图所示：
A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度上升到100℃时，水的电离平衡到达B点。
（1）25℃时水的离子积为________________，100℃时水的离子积为________________。
（2）100℃时，将pH＝8的Ba（OH）2溶液与pH＝5的稀盐酸混合，并保持100℃恒温，欲使混合溶液的pH＝7，则Ba（OH）2溶液与盐酸的体积比为______。
第2课时参考答案
对点训练
1．B [溶液呈中性的根本标志是[H＋]＝[OH－]。
当pH＝7时，只说明[H＋]＝10－7mol·L－1，当温度升高时，中性溶液中的[H＋]>10－7mol·L－1，即pH<7，故A错误；等物质的量的强酸与强碱，由于它们所含的H＋和OH－的物质的量未知，因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性。
若n（H＋）>n（OH－），H＋过量，溶液呈酸性；若n（OH－）>n（H＋），OH－过量，溶液呈碱性，只有当n（H＋）＝n（OH－）时，H＋与OH－恰好完全反应，溶液才呈中性，故C也错误；非电解质只是它本身不能直接电离产生离子，当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质，使溶液显酸性或碱性，如SO2溶于水生成H2SO3，溶液显酸性，NH3溶于水生成NH3·H2O，溶液显碱性。
]
2．B [判断溶液酸碱性的关键是看[H＋]和[OH－]相对大小，若[H＋]>[OH－]，溶液呈酸性；而pH<7或[H＋]<10－7mol·L－1，仅适用于常温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性。
而B项中可使紫色石蕊试液变红，则该溶液为酸性。
]
3．A [A.当[H＋]>[OH－]时溶液才呈酸性，故A正确；B.pH＝5，[OH－]＝1×10－9mol·L－1，pH＝3，[OH－]＝1×10－11mol·L－1，前者[OH－]是后者的100倍，故B错；C.室温时，每升水有1×10－7mol水分子发生电离，即
＝55.6mol水分子中只有1×10－7mol水分子电离，1×107个水分子中只有
个水分子电离，故C错；D.氨水中存在NH3·H2O
NH
＋OH－平衡，当加NH4Cl晶体时，[NH
]增大，平衡向左移动，[OH－]减小，pH减小，故D错。
]
4．B [25℃时，在纯水中[H＋]＝[OH－]＝10－7mol·L－1，pH为7，KW＝[H＋][OH－]＝1×10－14mol2·L－2。
当温度升高时，纯水的电离度增大，[H＋]＝[OH－]>10－7mol·L－1，pH<7，答案应选B。
]
5．D [由题意知由水电离产生的[H＋]＝1×10－11mol·L－1<1×10－7mol·L－1，抑制了水的电离，可能是酸，也可能是碱，若是酸，[H＋]＝1×10－3mol·L－1，pH＝3，若是碱，[OH－]＝1×10－3mol·L－1，pH＝11。
]
6．D [本题考查有关混合溶液pH的计算。
有关稀溶液混合，总体积近似等于两种溶液体积之和。
强碱溶液混合，应按[OH－]计算：
[OH－]混＝（1×10－6mol·L－1＋1×10－4mol·L－1）/2＝5.05×10－5mol·L－1，[H＋]混＝KW/[OH－]≈2×10－10mol·L－1，pH＝9.7。
]
课时作业
1．B [常温下，可以根据pH或[H＋]比较溶液的酸碱性，也同样可以根据[OH－]的大小来比较。
在此为了计算方便，可以求出A、C、D三个选项中溶液的[OH－]，依次为1×10－3mol·L－1、0.1mol·L－1、1×10－4mol·L－1，然后再与B相比，就会发现B中溶液的[OH－]最大，碱性最强。
]
2．B [酸溶液混合后，H＋的物质的量等于原来两酸溶液H＋的物质的量之和，从而求出[H＋]及溶液的pH。
[H＋]＝
＝5.05×10－4mol·L－1，pH＝－lg（5.05×10－4）＝3.3。
]
3．D [无论是酸、碱还是盐类，无论是电解质还是非电解质，只要在水溶液中，都存在H2O
H＋＋OH－动态平衡，由勒·夏特列原理知，HCl、NaOH、KCl溶液中都存在一定量的H＋和OH－，故A、B、C都不正确。
25℃时，在任何物质的水溶液中都有：
KW＝[H＋][OH－]＝1×10－14mol2·L－2。
因为水的电离是吸热反应，改变温度，电离平衡必将发生移动，[H＋]、[OH－]都将改变，所以KW也将改变，只有在常温下KW＝1×10－14mol2·L－2。
]
4．A [解题的关键是熟悉溶液酸碱性的判断方法及其本质原理。
在一定温度下，KW为常数。
根据KW可进行[H＋]和[OH－]的互相换算。
已知[H＋]和[OH－]，若[H＋]＝[OH－]，溶液呈中性；若[H＋]>[OH－]，溶液呈酸性；若[H＋]<[OH－]，溶液呈碱性。
此题中[H＋]＝1.0×10－7mol·L－1，则[OH－]＝
mol·L－1＝1.0×10－5mol·L－1，可见[H＋]<[OH－]且[OH－]＝100[H＋]。
]
5．D [本题通过Ba（OH）2与KHSO4的反应综合考查了pH的计算和有关物质的量浓度的计算，侧重考查学生的计算能力。
设Ba（OH）2和KHSO4的体积分别为V1和V2，设KHSO4的物质的量浓度为c，根据题意得方程组
将②中c代入①整理得V1∶V2＝1∶4，故选D。
]
6．> 2 >
解析 本题综合了有关水的离子积、溶液的pH等知识，考查知识迁移与信息处理能力。
解题关键是对pD定义和D2O离子积常数的理解。
由D2O的KW＝1.6×10－15mol2·L－2，得pKW＝15－lg1.6，故纯D2O中，pD＝
pKW＝
－
lg1.6>7。
用0.01molDCl溶于D2O配成1L溶液，在形成的DCl溶液中[D＋]＝0.01mol·L－1
故pD＝－lg[D＋]＝－lg0.01＝2。
用0.01molNaOD溶于D2O配成1L溶液，在形成的NaOD中，[OD－]＝0.01mol·L－1，pOD＝2，pD＝pKW－pOD＝15－lg1.6－2＝13－lg1.6>12。
7．
（1）1.0×10－14mol2·L－2 1.0×10－12mol2·L－2
（2）2∶9
解析
（1）由图可知：
25℃时纯水中[H＋]＝[OH－]＝
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