新编高中化学鲁科版选修4教学案：第3章 第1节 第1课时　水的电离及电解质在水溶液中的存在形态 Word版含解析

新编化学精品资料第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水的电离方程式为H2OHOH。225 时KWHOH1.01014 mol2L2。3水的电离是吸热的可逆过程，升高温度，KW增大，水的离子积只受温度的影响。4任何水溶液中均存在水的电离平衡。5强电解质溶于水时完全电离，以离子形式存在，弱电解质溶于水时部分电离，在水溶液中主要以分子形式存在。1水的电离(1)电离特点：微弱，可逆过程。(2)电离方程式：H2OHOH。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KWHOH。(3)KW的影响因素：25 时，KW1.01014_mol2L2。水的电离是吸热的可逆过程，升高温度，KW增大。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KWHOH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KWHOH，常温下KW1.01014(molL1)2。2KW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KWH酸OH水(忽略水电离出的H的浓度)；碱溶液中KWH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H2OHOH影响结果方向原因KWH 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HOH降温左移减小减小减小HOH外加加酸左移增大H不变增大减小HOH酸碱加碱左移增大OH不变减小增大HOH外加活泼金属右移金属消耗水电离出的H不变减小增大H0，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=NaHSO，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。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=2HSO 、NaCl=NaCl。(2)弱电解质，用符号“”，如醋酸、一水合氨的电离方程式分别为CH3COOHCH3COOH、NH3H2ONHOH。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0.5 molL1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。4CaCO3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：NH3H2O、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、NH3H2O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=2HSONaOH=NaOHNaHSO4=NaHSO弱电解质一元弱酸或弱碱不完全电离，电离方程式写“”CH3COOHCH3COOHNH3H2ONHOH多元弱酸分步电离，以第一步为主，电离方程式写“”H2CO3HHCO(主)HCOHCO(次)多元弱碱用一步电离表示，且电离方程式写“”Cu(OH)2Cu22OH1下列关于电解质的叙述中，正确的是()碳酸钙在水中溶解度很小，所以碳酸钙是弱电解质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氯气和氨气的水溶液导电性都很好，所以它们是强电解质水难电离，纯水几乎不导电，所以水是弱电解质ABC D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NH3H2O发生微弱电离，NH3H2O属于弱电解质，水属于弱电解质。2有下列电解质：氯化铵氢氧化钠H2S碳酸氢钠磷酸硫酸请用以上物质的序号，填写下列空白：(1)属于强电解质的有_；(2)属于弱电解质的有_。解析：强酸(H2SO4)、强碱(NaOH)、盐(NH4Cl、NaHCO3)属于强电解质；弱酸(H3PO4)属于弱电解质。答案：(1)(2)三级训练节节过关1下列物质中，属于弱电解质的是()A氯化氢B氢氧化钠C一水合氨 D酒精解析：选C氯化氢、NaOH为强电解质，酒精为非电解质，NH3H2O为弱电解质。2下列说法正确的是()AHCl溶液中无OHBNaOH溶液中无HCNaCl溶液中既无OH，也无HD常温下，任何物质的水溶液中都有H和OH，且KWHOH11014 mol2L2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KW11014 mol2L2。3向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是()AHOH乘积不变BH增大COH减小D水电离出的H增大解析：选D由H2OHOH，可知向蒸馏水中加入盐酸，H增大，电离平衡逆向移动，OH减小，即H2O电离出的H减小，但溶液中OHH不变。4能够使H2OH2OH3OOH的平衡向右移动的措施是()A升高水溶液的温度B加入少量H2SO4溶液C加入少量NaOH溶液D向水中放入冰块解析：选A水的电离是吸热过程，升高温度平衡右移，所以A正确、D错误；外加酸、碱都对水的电离起到抑制作用，B、C错误。5(1)写出下列物质的电离方程式。HClO：_，H2CO3：_，NaHSO4溶液：_，NaHSO3溶液：_，熔融 NaHSO4：_，NH3H2O：_。(2)下列物质是强电解质的是_，是弱电解质的是_。CH3COOHAgCl盐酸SO2Al(OH)3CuHNO3NH4HCO3答案：(1)HClOHClOH2CO3HHCO、HCOHCONaHSO4=NaHSONaHSO3=NaHSO(HSOHSO)NaHSO4=NaHSONH3H2ONHOH(2)1在25 和80 的纯水中，H的关系是()A前者大B前者小C相等 D不能肯定解析：选B水的电离是吸热过程，温度越高，KW越大，H越大。2下列说法正确的是()ACO2的水溶液能导电，所以CO2是电解质BBaSO4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DA中是因CO2H2OH2CO3，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。3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ANaClHFCl2BNaHCO3NH3H2OCCl4CBa(OH)2HClCuDAgClH2SHClO解析：选BA、C选项中的Cl2、Cu是单质，既不是电解质也不是非电解质；D选项中的HClO并不是非电解质，而是弱电解质。4常温下，在0.1 molL1CH3COOH溶液中，水的离子积常数是()A11014 mol2L2B11013 mol2L2C1.321014 mol2L2D1.321015 mol2L2解析：选A水的离子积常数只与温度有关，25 时，水的离子积常数是11014mol2L2。5下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是()ANaHSO4=NaHSOBKHCO3=KHCOCCH3COOH=HCH3COODHNO3HNO解析：选BNaHSO4在水溶液中完全电离为Na、H和SO，A项错误；KHCO3为弱酸的酸式盐，溶于水完全电离为K和HCO，HCO只能微弱电离为H和CO，即KHCO3在溶液中主要以HCO形式存在，B项正确；CH3COOH为弱酸，应用“”表示，C项错误；HNO3属于强电解质，完全电离，应用“=”表示，D项错误。6下列溶液中导电性最强的是()A5 L 0.1 molL1氨水B5 L 0.2 molL1盐酸C0.1 L 0.1 molL1CH3COOH溶液D0.1 L 0.1 molL1NaOH溶液解析：选B溶液中离子浓度越大，溶液导电性越强。7下列说法中正确的是()A水能微弱电离生成H，所以严格地说纯水呈微酸性B纯水中HOHKW，KW是一常数，不随任何条件改变C25 时纯水中HOH1014 mol2L2，稀酸和稀碱溶液中KWHOH1014 mol2L2DH2OHOH是一吸热过程，所以升高温度，平衡向电离方向移动，KW也随之增大解析：选D水电离出等量的H和OH，水呈中性，A错误；水的离子积常数在一定温度是一个常数，随着温度的升高而增大，B错误；25 时无论是纯水还是稀的酸碱溶液中都有HOH1014 mol2L2，C错误。8近年来，“弱碱性水”这一说法很是流行。专家表示，弱碱性水其实是个别企业为了自身商业利益而进行的概念性炒作。能影响水的电离平衡，并使溶液中HOH的措施是()A向纯水中投入一小块金属钠B将水加热煮沸C向水中通入SO2D向水中加入NaCl解析：选CA、B、C均能影响水的电离平衡，但A中投入金属钠后会使OHH，B中仍然存在HOH，C符合题目要求。9在某温度下的水溶液中，H10x molL1，OH10y molL1，x与y的关系如图所示：(1)该温度下，水的离子积为_。(2)该温度下，0.01 molL1 NaOH溶液中H为_。解析：选取图像中的一点x5时y10，故水的KW10510101015。001 molL1 NaOH溶液中OH102 molL1，故H molL11013 molL1。答案：(1)1015 mol2L2(2)1013 molL110某温度下纯水中的H2107 molL1，则此时OH为_；若温度不变，滴入稀盐酸使H5104 molL1，则溶液中OH为_，由水电离产生的H为_，此时温度_(填“高于”“低于”或“等于”)25 。解析：纯水电离出的HOH2107molL1，故KW41014 mol2L211014mol2L2故此时温度高于25 。温度不变，滴入稀盐酸使H5104 molL1，则溶液中OH为81011 molL1H水。答案：2107molL181011 molL181011molL1高于1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：选CA项错误，HCl、HNO3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。2下列电离方程式中正确的是()ANaHCO3的水溶液：NaHCO3=NaHCOB熔融状态的NaHSO4：NaHSO4=NaHSOCNaHSO4的水溶液：NaHSO4=NaHSODH2S的水溶液：H2S2HS2解析：选CA项，H2CO3是弱酸，故NaHCO3在水溶液中的电离方程式为NaHCO3=NaHCO；B项，熔融状态下NaHSO4的电离方程式应为NaHSO4=NaHSO；C项，HSO在水中完全电离产生H和SO，C项正确；D项，H2S是二元弱酸，应分步电离。3水的电离方程式为H2OHOH，在25 时水的离子积KW1.01014mol2L2，在35 时水的离子积KW2.11014mol2L2，则下列叙述正确的是()AKW随着温度的升高而减小B35 时，HOHC35 时水的电离程度比25 时的小D水的电离是吸热过程解析：选D35 时水的离子积大于25 时水的离子积，说明KW随着温度的升高而增大；无论温度高低，纯水中H等于OH; 升高温度，水的电离程度增大，即水的电离是吸热过程。4关于水的离子积常数，下列说法不正确的是()A蒸馏水中，HOH11014 mol2L2B纯水中，25 时，HOH11014 mol2L2C25 时，任何以水为溶剂的稀溶液中，HOH11014 mol2L2DKW值随温度升高而增大解析：选AKW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KWHOH11014 mol2L2，A中未指明温度，关系式不一定成立。5水是一种极弱的弱电解质，在室温下，平均每n个水分子中只有1个水分子发生了电离，则n的值是()A1.01014 B55.6107C1.0107 D55.6解析：选B室温下，水的离子积常数KWHOH1.01014 mol2L2，说明1 L水中有1.0107mol H2O发生电离，1 L水的质量是1 000 g，其物质的量为1 000 g18 gmol155.6 mol，所以n155.6 mol(1.0107mol)，n55.6107。6在约100 的温度下，NaCl稀溶液中H为1106 molL1，下列说法正确的是()A该溶液中HOHBNa、Cl促进了水的电离C该NaCl溶液中KW1.01014 mol2L2D在100 时水的电离平衡常数较大解析：选D在NaCl溶液中存在水的电离平衡：H2OHOH，升温，平衡向右移动，平衡常数增大，H、OH变大，但HOH，KWHOH1.0106 molL11.0106 molL11.01012 mol2L2。7把0.05 mol NaOH固体分别加入100 mL下列液体中，其中导电能力变化不大的是()A水B0.5 molL1盐酸C0.5 molL1CH3COOH溶液D0.5 molL1乙醇溶液解析：选BA项，在水中加入NaOH，导电能力增强；B项，反应生成的NaCl溶液的浓度和盐酸的浓度相同，溶液的导电能力变化不大；C项，反应后溶质由弱电解质CH3COOH变成强电解质CH3COONa，溶液的导电能力增强；D项，在非电解质的溶液中加入电解质，溶液的导电能力增强。8.电导率是衡量电解质溶液导电能力大小的物理量，根据溶液电导率变化可以确定滴定反应的终点。右图是用KOH溶液分别滴定HCl溶液和CH3COOH溶液的滴定曲线示意图。下列示意图中，能正确表示用NH3H2O溶液滴定HCl和CH3COOH混合溶液的滴定曲线的是()解析：选DHCl为强电解质，CH3COOH为弱电解质，滴加NH3H2O弱电解质先与HCl反应，生成强电解质NH4Cl，但溶液体积不断增大，所以电导率下降。当HCl被中和完后，NH3H2O继续与CH3COOH弱电解质反应，生成CH3COONH4强电解质，所以电导率增大。HCl与CH3COOH均反应完后，继续滴加NH3H2O弱电解质，电导率变化不大，因为溶液被稀释，有下降趋势。925 时欲配制1 L某溶液，使水电离产生的H1013 molL1。(1)若向水中加入5.0 molL1的盐酸能达到要求，则加入盐酸的体积是_L。(2)若向水中加入NaOH晶体能达到要求，则加入NaOH的质量是_g。解析：H水1013molL1。若为酸溶液，溶液中的OHH水1013molL1，由H101 molL1，则1 L101 molL1V5.0 molL1，V0.02 L；若为碱溶液，溶液中的HH水1013 molL1，由OH101 molL1，则1 L101 molL1，m(NaOH)4 g。答案：(1)0.02(2)410有同学为探究KW的影响因素，做了以下实验。(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数。t/0102025405090100KW/10140.1340.2920.6811.012.925.4738.055.0由此推出：随着温度的升高，KW的值_；水的电离程度_；水的电离平衡向_移动，水的电离过程是_过程。(2)取三支烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入适量盐酸和NaOH，并分析下表：纯水加少量盐酸加少量NaOHH1.0107 molL1增大OH1.0107 molL1增大H和OH大小比较H OHH_ OHH_ OH水的电离平衡移动方向KW值1.01014综上所述，可得出如下结论：温度、_、_均能影响水的电离平衡。KW只受_的影响，而与其他因素无关。解析：水的电离是吸热的，在升高温度时，KW增大，在向水中加入酸或碱时，H或OH增大，抑制水的电离，但溶液中只要温度不变，KW不变。答案：(1)增大增大右吸热(2)减小减小向左向左1.01014101014酸碱温度