2020-2021學(xué)年高中化學(xué)蘇教版選修4學(xué)案：專題三 第一單元 第3課時(shí)　常見(jiàn)的弱電解質(zhì) Word版含解析

1、第3課時(shí)常見(jiàn)的弱電解質(zhì)一、水的電離1水的電離：水是一種極弱的電解質(zhì)，水的電離存在電離平衡：(1)電離方程式：2h2oh3ooh，通常簡(jiǎn)寫為：h2ohoh。(2)特例：室溫下純水中c(h)c(oh)1×107_mol·l1。2水的離子積常數(shù)：(1)符號(hào)：kw。(2)表達(dá)式：kwc(h)·c(oh)，25 時(shí)，kw1.0×1014。(3)影響因素：只與溫度有關(guān)，升高溫度kw增大，降低溫度kw減小。(4)適用范圍：kw不僅適用于純水也適用于稀的電解質(zhì)水溶液。3影響水的電離平衡的因素(1)升高溫度可促進(jìn)水的電離；(2)酸、堿均可抑制水的電離；(3)易水解的鹽均可

2、促進(jìn)水的電離；(4)活潑金屬(如na)可促進(jìn)水的電離。二、電離常數(shù)與弱酸、弱堿酸堿性的關(guān)系弱酸、弱堿的電離常數(shù)能夠反映弱酸、弱堿酸堿性的相對(duì)強(qiáng)弱。在一定的溫度下，當(dāng)弱酸濃度相同時(shí)，電離常數(shù)越大，弱酸的電離程度就越大，溶液中氫離子濃度也越大。因此，我們常用電離常數(shù)來(lái)表示弱酸的相對(duì)強(qiáng)弱，電離常數(shù)越大，弱酸的酸性越強(qiáng)。探究點(diǎn)一 水的電離平衡1水的電離(1)水是一種極弱的電解質(zhì)，可發(fā)生微弱的電離。(2)電離方程式為h2oh2oh3ooh，也可以簡(jiǎn)寫成h2ohoh。(3)熱效應(yīng)：水的電離是吸熱的過(guò)程，升高溫度，水的電離平衡右移，其電離程度增大。(4)對(duì)于水的電離的有關(guān)計(jì)算應(yīng)注意：25 時(shí)1 l純水中只有

3、1×107 mol的水分子電離。25 時(shí)水的電離平衡常數(shù)為：k1.8×1016。由水分子電離出的h和oh的數(shù)目在任何情況下總是相等的，25 時(shí)純水中c(h)c(oh)107mol/l。(5)純水在常溫下的有關(guān)數(shù)據(jù)c(h)c(oh)1×107 mol·l1kwc(h)·c(oh)1×1014phlgc(h)72影響水電離平衡的因素與其他弱電解質(zhì)的電離平衡相似，水的電離平衡也符合平衡移動(dòng)原理。由此，向純水中通入少量氣體或加入少量固體或加熱時(shí)，電離平衡會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化：(1)酸或堿：向純水中加入酸或堿時(shí)，酸電離出的h或堿電離出的oh，都抑制

4、了水的電離，使水的電離程度減小，但由水電離出的h和oh濃度一定是相等的，kw也不變。(2)鹽：向純水中加入某些鹽時(shí)，鹽電離出的弱酸陰離子(如ch3coo)或弱堿陽(yáng)離子(如nh)結(jié)合水電離出的h或oh生成難電離的弱電解質(zhì)，促進(jìn)了水的電離，使水的電離程度增大，鹽溶液也呈一定的酸堿性(鹽類的水解將在下一節(jié)內(nèi)容中介紹)，但kw也不變。(3)溫度：水的電離是吸熱過(guò)程。升高溫度，促進(jìn)了水的電離，水的電離程度增大，c(h)和c(oh)同時(shí)增大但保持相等，kw增大。純水一定呈中性。(4)壓強(qiáng)：水為液體，改變壓強(qiáng)其體積幾乎不變。即壓強(qiáng)對(duì)水的電離平衡無(wú)影響。1在純水中加入適量稀鹽酸時(shí)，由于鹽酸電離的h中和了水電離

5、出的oh，故水的電離程度增大，這種說(shuō)法正確嗎？提示：不正確。因?yàn)樗碾婋x程度很小，故水電離出的oh的濃度很小，當(dāng)加入稀鹽酸時(shí)，不是中和了水電離出的oh，而是增大了溶液中的h濃度，從而抑制了水的電離。2升高溫度時(shí)，促進(jìn)了水的電離，故水電離出的c(h)>1.0×107 mol·l1，因此溶液顯酸性，這種說(shuō)法正確嗎？提示：不正確。升高溫度時(shí)，促進(jìn)了水的電離，水電離出的c(h)>1.0×107 mol·l1，但在純水中c(h)和c(oh)同時(shí)增大，且始終相等，故溶液仍呈中性?！纠?】25 時(shí)，水的電離達(dá)到平衡：h2ohohh>0，下列敘述正確的

6、是()a向水中加入稀氨水，平衡逆向移動(dòng)，c(oh)減小b向水中加入少量nahso4固體，c(h)增大，kw不變c向水中加入稀鹽酸，平衡正向移動(dòng)，c(h)增大d將水加熱，kw增大，ph不變【思路分析】水的電離是吸熱過(guò)程，符合平衡移動(dòng)原理，對(duì)于a、c項(xiàng)要正確理解勒夏特列原理中“減弱”兩字的含義。【解析】向水中加入稀氨水，平衡逆向移動(dòng)，但c(oh)增大，a項(xiàng)錯(cuò)誤；向水中加入稀鹽酸，平衡逆向移動(dòng)，最終溶液中c(h)增大，c項(xiàng)錯(cuò)誤；將水加熱，平衡正向移動(dòng)，水電離出的c(h)和c(oh)增大，kw增大，ph減小，d項(xiàng)錯(cuò)誤?！敬鸢浮縝已知25 時(shí)，kw1.0×1014，如果100 時(shí)，kw5.5&

7、#215;1013，這說(shuō)明(c)a100 時(shí)水的電離程度較小b前者c(h)較后者大c水的電離過(guò)程是一個(gè)吸熱過(guò)程d100 時(shí)，0.1 mol·l1 dcl的重水溶液中水的電離程度一定是室溫時(shí)電離程度的10倍解析：由題意知，隨水溶液溫度的升高，kw也隨之增大，即c(h)·c(oh)增大。c(h)·c(oh)增大，說(shuō)明h2ohoh向右進(jìn)行的程度大，由此可知水的電離是吸熱的。所以a、b兩項(xiàng)錯(cuò)誤，c項(xiàng)正確；當(dāng)改用重水作溶劑時(shí)，由于重水的電離程度與普通水的電離程度不一定相同(事實(shí)上不同)，所以室溫時(shí)重水的離子積c(d)·c(od)不一定等于1.0×1014

8、，也不能將普通水在100 時(shí)的離子積常數(shù)應(yīng)用于重水溶液，盡管dcl是強(qiáng)酸，在重水溶液中能夠完全電離，題目告訴的濃度可以求出溶液中的c(d)，但因不知道兩種溫度條件下的重水離子積常數(shù)，所以無(wú)法得出c(od)，也就是說(shuō)無(wú)法知道兩種溫度條件下重水分子本身的電離程度，所以d項(xiàng)錯(cuò)誤。探究點(diǎn)二 水的離子積常數(shù)1推導(dǎo)過(guò)程水的電離是一個(gè)可逆過(guò)程，因此也存在電離平衡常數(shù)：k電離，則有c(h)·c(oh)k電離·c(h2o)。1 l水的濃度為55.6 mol·l1，為常數(shù)，k電離為常數(shù)，所以k電離·c(h2o)也必然為常數(shù)，因此c(h)·c(oh)為常數(shù)。2正確理

9、解水的離子積(1)kw只與溫度有關(guān)。因?yàn)樗碾婋x是吸熱過(guò)程，所以升高溫度，有利于水的電離，kw增大，如：t/0102025kw/10140.1140.2920.6811.01t/405090100kw/10142.925.4738.055.0(2)kw揭示了任何溶液中均存在水的電離平衡，h與oh共存，只是相對(duì)含量不同。(3)kwc(h)·c(oh)不僅適用于純水(或其他中性溶液)，也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。kw不隨溶液中c(h)和c(oh)的改變而改變。(4)一定溫度下，不同溶液中c(h)，故c(h)和c(oh)成反比。(5)在kwc(h)·c(oh)表達(dá)式中，c(h

10、)、c(oh)均分別表示整個(gè)溶液中h、oh的物質(zhì)的量濃度。在不同溶液中，c(h)、c(oh)可能不同，但任何溶液中由水電離產(chǎn)生的c(h)、c(oh)總是相等的。酸溶液中，c(h)酸c(h)h2o·c(oh)h2okw，通常忽略c(h)h2o。堿溶液中，c(oh)堿c(oh)h2o·c(h)h2okw，通常忽略c(oh)h2o。(6)水電離出的c(h)和c(oh)的計(jì)算(25 時(shí))中性溶液：c(h)c(oh)1.0×107 mol/l。溶質(zhì)為酸的溶液：h來(lái)源于酸的電離和水的電離，而oh只來(lái)源于水的電離。如計(jì)算0.01 mol/l鹽酸中由水電離出的c(h)，方法是先求

11、出溶液中的c(oh)1012 mol/l，則由水電離出的c(h)c(oh)1012 mol/l。即：c(oh)h2oc(h)h2oc(oh)。溶質(zhì)為堿的溶液：oh來(lái)源于堿的電離和水的電離，而h只來(lái)源于水的電離。如計(jì)算0.01 mol/l naoh溶液中由水電離出的c(oh)，方法是先求出溶液中c(h)1012mol/l，則由水電離出的c(oh)c(h)1012 mol/l。即：c(h)h2oc(oh)h2oc(h)?！纠?】25 時(shí)，某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(h)和c(oh)的乘積為1×1018，下列說(shuō)法正確的是()a該溶液的ph一定是9 b該溶液的ph一定是5c該溶液的ph不可能是

12、7 d不會(huì)有這樣的溶液【思路分析】酸或堿溶液中的h或oh濃度與水電離出的h或oh濃度的區(qū)別：c(h)溶液c(h)酸c(h)水，c(oh)溶液c(oh)堿c(oh)水。酸溶液中酸電離出的h濃度大于水電離出的h濃度的100倍時(shí)，可以忽略水電離出的h，同理，堿溶液中堿電離出的oh濃度大于水電離出的oh濃度的100倍時(shí)，可以忽略水電離出的oh?！窘馕觥繙囟纫欢〞r(shí)，水的離子積是固定的。由水電離產(chǎn)生的c(h)·c(oh)1018知由水電離產(chǎn)生的c(h)c(oh)109 mol/l，h、oh濃度均小于107 mol/l，水的電離受到抑制，若為酸溶液，c(h)酸 mol/l105 mol/l，ph5

13、；若為堿溶液，c(oh)堿105 mol/l，ph9。故選c?！敬鸢浮縞下列操作不能使水的離子積發(fā)生變化的是(a)a向純水中加入稀naoh溶液b向純水中加入濃硫酸c向純水中加入氧化鈣固體d向純水中加入硝酸銨固體解析：水的離子積只與溫度有關(guān)。b、c項(xiàng)操作使溫度升高，d項(xiàng)操作使溫度降低，故b、c、d項(xiàng)錯(cuò)誤；a項(xiàng)操作對(duì)溫度影響很小(可忽略)，故a項(xiàng)正確。 1下列說(shuō)法正確的是(d)ahcl溶液中無(wú)oh有氯化氫分子bnaoh溶液中無(wú)hcnacl溶液中既無(wú)oh也無(wú)hd室溫下，任何物質(zhì)的水溶液中都有h和oh，且kwc(h)·c(oh)1×1014解析：凡是水溶液中都存在h和oh，且kwc

14、(h)·c(oh)，在25 時(shí)kw1×1014。2下列說(shuō)法正確的是(a)a6 mol/l的h2so4溶液中存在oh、h、sob因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是kwc(h)·c(oh)，所以kw隨溶液c(h)和c(oh)的變化而變化c水的電離方程式是：h2o=hohdkw1014適用于任何溫度、任何溶液3下列說(shuō)法中正確的是(d)a水是極弱的電解質(zhì)，它能微弱電離出h，所以嚴(yán)格地說(shuō)純水呈弱酸性b純水中c(h)·c(oh)kw，kw是一常數(shù)，不隨任何條件改變c25 時(shí)純水中c(h)·c(oh)1014，稀酸和稀堿溶液中kwc(h)·c(oh)10

15、14dh2ohoh是吸熱反應(yīng)，所以溫度升高，平衡向電離方向移動(dòng)，kw也隨之增大解析：水電離出等量的h和oh，故水呈中性，a錯(cuò)；水的離子積常數(shù)是一個(gè)溫度常數(shù)，隨著溫度的升高而增大，故b錯(cuò)；25 時(shí)無(wú)論是純水還是稀酸、稀堿溶液中都有：kwc(h)·c(oh)1014，c錯(cuò)。有關(guān)水的電離的題目只要牢記以下三點(diǎn)就能完全解決：水是一種極弱電解質(zhì)。水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)。在任何情況中由水電離產(chǎn)生的h和oh的數(shù)目一定相等。4常溫下，向蒸餾水中滴加少量稀鹽酸后，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(d)ac(h)·c(oh)不變bph減小cc(oh)減小d由水電離出的c(h)增大解析：溫度不變，水的離子積

16、不變，a項(xiàng)正確；加入稀鹽酸，溶液的ph減小，b項(xiàng)正確；溶液中c(h)增大，c(oh)減小，c項(xiàng)正確；水的電離受到抑制，則由水電離出的c(h)減小，d項(xiàng)錯(cuò)誤。5(1)25 時(shí)，10 l水中含oh的物質(zhì)的量為106 mol，含h的個(gè)數(shù)為106na個(gè)(設(shè)阿伏加德羅常數(shù)為na，下同)。(2)25 時(shí)，1 g水中含h的個(gè)數(shù)為1010na個(gè)。(3)常溫下，1 mol水中含oh的物質(zhì)的量為1.8×109 mol。解析：(1)常溫下，kw1×1014，c(h)水c(oh)水1×107 mol·l1。1 l水中含n(oh)1×107 mol，n(h)1×

17、;107 mol，故10 l水中含oh的物質(zhì)的量為1×106 mol，含h的個(gè)數(shù)為106na個(gè)。(2)1 l水即1 000 g水中含h的物質(zhì)的量為1×107 mol，故1 g水中含h的物質(zhì)的量為1×1010 mol，即含h的個(gè)數(shù)為1010na個(gè)。(3)1 l水即1 000 g水中含oh的物質(zhì)的量為1×107 mol，故1 mol水即18 g水中含oh的物質(zhì)的量為×1×107 mol1.8×109 mol。6已知水在25 和100 時(shí)，電離平衡曲線如下圖所示：(1)25 時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為a(填“a”或“b”)，請(qǐng)說(shuō)明理由：水的電離是吸熱過(guò)程，溫度低時(shí)，電離程度小，c(h)、c(oh)小。(2)下列措施能影響水的電離平衡，并使溶液中的c(h)>