第3課時(shí)水的電離平衡［核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)］1.認(rèn)識(shí)水的電離，了解水的離子枳常數(shù)。2.能運(yùn)用弱電解質(zhì)的電離模型分析水的電離、分析外界條件對(duì)水的電離平衡的影響。3.會(huì)計(jì)算酸、堿溶液中水電離出的c(H+)或c(OH-),能分析應(yīng)用水的電離平衡曲線。一、水的電離.水的電離(1)水是一種極弱的電解質(zhì)。⑵水的電離方程式為H2O+H2OH3O+OH',簡(jiǎn)寫為H?OH,+OH,(3)水的電離是吸熱過程。.水的離子積表沖式|-K.=c(H?)?c(OH)1-7-］r-只與溫度有關(guān),隨茸溫度的升高,K.地上因素-3.」25七時(shí).K,=lx1(尸，嘲?——K.適用于純水及稀的電解質(zhì)水溶液

范困［深度思考」.某溫度時(shí)，水溶液中Kw=4X10r4,那么該溫度比室溫(25C)高還是低？該溫度下純水中c(H')是多少?提示因此時(shí)水的離子積大于常溫時(shí)水的離子積，故溫度高于25℃,此時(shí)卜1/1。.水的離子積常數(shù)Kw=c(H+)《OFT)中H+和oir一定是水電離出來的嗎？提示不一定。c(H')和dOFT)均指溶液中H'或OFT的總濃度，如鹽酸中的H'包括HC1和見。電離產(chǎn)生的H+,即c(h+)=cMH+)+c：(H)而OK全部來自于水的電離。r應(yīng)用體驗(yàn)」1.下列說法正確的是()A.水的電離方程式：H2O=Hh+OH~B.升高溫度，水的電離程度增大C.在NaOH溶液中沒有H卜D.在HC1溶液中沒有OK答案B(4)25℃時(shí)，0.1mol-L-1的6種溶液，水電離出的c(H*)由大到小的關(guān)系是(填序號(hào))。①鹽酸②H2so4③CH3coOH(K=1.75X10-5)④NH3H2CX氨水)(K,=1.8X1O-5)@NaOH@Ba(OH)2答案(1)>升溫促進(jìn)水的電離，Kw增大(2)堿性1義10—7⑶向右向右(4)③=@>①一，②二⑥解析⑴升高溫度，降增大，由于心=1乂10「2>］乂10r4,因此該溫度大于25℃。IX(2)該溫度下，溶液中c(OH一)=?“7mol-L-,=lXI0_5mol-L_1,因?yàn)閏(OH-)>?H)所以溶1X1U液呈堿性；NaOH溶液中由水電離出來的c(OH-)等于溶液中的《h+),即為1X10-7molf'o(3)Zn與稀硫酸反應(yīng)過程中，溶液中c(H+)減小，水的電離平衡向右移動(dòng)。新制氯水中加入少量NaCl固體，平衡CI2+H2OH++C「+HC1O向左移動(dòng)，溶液中c(H+)減小，水的電離平衡向右移動(dòng)。(4)25℃時(shí)，0.1mol-L-1的鹽酸中。出土)與0.1mol-L-1NaOH溶液中c(OK)相等，故兩溶液中水的電離程度相等。同理0.1mol-L-1H2sO4和0.1mol-L_1Ba(OH)2溶液中水的電離程度相等,0.1mol-L-1CH3COOH^O,1moLL」氨水中水的電離程度幾乎相等，酸溶液中cCH卡)越大或堿溶液中c(OH-)越大，水電離出的c(H+)就越小，故6種溶液中水電離出的4H+)由大到小的關(guān)系為③=@)>(D=⑤，②二⑥。14.硫酸是中學(xué)階段常見的強(qiáng)酸之一。對(duì)于常溫下0.05mol-LrH2sCh溶液。(1)若將溶液溫度升高到100℃,溶液中的c(OH-)=1X1?！癿obL-1,則100℃時(shí)水的離子積是o⑵該溶液中硫酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H')之比為o(3)將該溶液放入燒杯中滴入幾滴酚酷，插入兩個(gè)電極與直流電源連接形成閉合回路。①向燒杯中逐滴加入同濃度的氫氧化鋼，燈泡逐漸變暗，后熄滅。該過程中反應(yīng)的離子方程式為。②向熄滅后的燒杯中再逐滴加入氫氧化鋼溶液，觀察到燈泡逐漸變亮，還觀察到溶液，此過程中水的電離程度(填“增大”“減小”或“不確定”)。(4)將該H2s0,溶液加水稀釋，水的電離平衡(填“向左”“向右”或“不”)移動(dòng)。答案⑴1X10-12(2)|012：1⑶①2H++SO『+Ba2++2OH——BaSO4I+2H2O②變紅色減小(4)向右解析⑴100℃時(shí)，溶液中的c(H+)=0.05mol,LrX2=0.1molLj水電離產(chǎn)生的c(OFT)=1X10-11mol-L-1,所以100℃時(shí)水的離子積為Kw=0.1X1X10-,,=1X10~12o(2)0.05mol-L_1H2sO4溶液中硫酸電離出的。母+)=0.1mol-L-1,水電離出的c(H+)=c(OH—)=1X10"molL，兩者之比為(10?molli)：(10"mo卜L「)=1()12：1。(3)①向硫酸中逐滴加入同濃度的氫氧化領(lǐng)，燈泡逐漸變暗，后熄滅，是因?yàn)閮烧叻磻?yīng)生成了難溶的BaS04和弱也解質(zhì)水，溶液中幾乎沒有自由移動(dòng)的離子，該過程中反應(yīng)的離子方程式為2H++SO廠+Ba2++2OH-=BaSO4I+2H2O<,②向熄滅后的燒杯中再逐滴加入氫氧化領(lǐng)溶液，此時(shí)Ba(0H)2電離出Ba?+和OH,自由移動(dòng)的離子濃度增大，導(dǎo)電性增強(qiáng)，所以燈泡變亮，同時(shí)Ba(OH)2為強(qiáng)堿，與H2sO’反應(yīng)后顯中性，再滴加Ba(0H)2溶液，溶液顯堿性，酚獻(xiàn)遇堿變紅色，所以還能觀察到溶液變紅色。Ba(OH)2溶液能抑制水的電離，所以水的電離程度減小。(4)將H2sCh溶液稀釋，該過程中溶液內(nèi)由硫酸電離產(chǎn)生的c(h+)變小，對(duì)水的電離抑制程度變小，水的電?離程度增大。解析水是極弱的電解質(zhì)，只有少部分電離，電離方程式中應(yīng)用””表示，故A錯(cuò)；水的電離是吸熱的，所以升高溫度，電離程度增大，B正確；在NaOH溶液中c(OH-)>c(H+),在HC1溶液中c(OH-)<c(H+),在酸、堿溶液中都存在H+和OH-,所以C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述中，正確的是()A.因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw=c(H+)《OH)所以Kw隨溶液中c(H+)和c(OK)的變化而變化B.水的離子積常數(shù)K”.與水的電離平衡常數(shù)K電離是同一個(gè)物理量C.水的離子積常數(shù)是溫度的函數(shù)，隨著溫度的變化而變化D.水的離子積常數(shù)Kw與水的電離平衡常數(shù)K電離是兩個(gè)沒有任何關(guān)系的物理量答案C解析水的離子積常數(shù)的表達(dá)式是Kw=c(H+)?c(OH-),但是Kw是溫度的函數(shù)，不隨溶液中c(H+)和c(OH-)的變化而變化，A錯(cuò)誤，C正確：水的離子積常數(shù)Kw=KjYH20),B、D錯(cuò)誤。二、外界條件對(duì)水的電離平衡的影響分析下列條件的改變對(duì)水的電離平衡H2OH++OH-△">()的影響，并填寫下表:改變條件平衡移動(dòng)方向c(H+)c(OH-)水的電離程度K”升高溫度右移增大增大增大增大加入HCI(g)左移增大減小減小不變加入NaOH(s)左移減小增大減小不變加入活潑金屬(如Na)右移減小增大增大不變加入NaHSO4(s)左移增大減小減小不變r(jià)正誤判斷」⑴升高溫度，若Kw增大到1X1O」2,則純水電離出的c(H+)=lX10-6mo].L一")(2)在純水中加入少量酸，水的電離平衡逆向移動(dòng)，Kw減小()(3)25℃時(shí)，若溶液中c(H')=lx]。"mol?L「，則溶液中c(OK)=1X10-8moiL』)(4)25C時(shí),O.OlmolL」的鹽酸中,由水電離出的c(OH-)=1X10一益moi.L」()(5)^.=c(H+)c(OH-),c(H+)和c(OPF)均指溶液中總物質(zhì)的量濃度()答案(1)V(2)X(3)J(4)7(5)Jr應(yīng)用體驗(yàn)」.下列操作能使水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)，且c(H+)>c(OH-)的是()A.向水中投入一小塊金屬鈉B.將水加熱煮沸C.向水中通入COz氣體D.向水中加食鹽晶體答案C解析A項(xiàng)中加入的鈉與H2O反應(yīng)生成NaOH,使c(OFT)>c(h+);B項(xiàng)中c(h+)=c(OFF);C項(xiàng)中通入CO2：CO2+H2OH2c03H*+HCO7,故c(H+)>c(OH-);而D項(xiàng)中。出+)=c(OH-),故選C項(xiàng)。.25℃時(shí)，水的電離達(dá)到平衡：H20H*+OH-A”>0,下列敘述正確的是()A.向水中加入稀氨水，平衡逆向移動(dòng)，c(OH-)減小B,向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H+)增大，K、、.不變C.向水中加入少量CH3co0H,平衡逆向移動(dòng)，c(H+)減小D.將水加熱，長(zhǎng)，增大，以H+)不變答案B解析A項(xiàng)，加入稀氨水，NH.yHzO存在電離平衡：NH3H2ONH；+OH,以(汨一)增大，使水的電離平衡逆向移動(dòng)，錯(cuò)誤：B項(xiàng)，加入NaHSCh,NaHSO4在水溶液中電離：NaHSO4=Na+4-H+4-S0r,c(H+)增大，使水的電離平衡逆向移動(dòng)，由于溫度不變，Kw不變，正確；C項(xiàng)，CH3coOHCH3coeT+H+,使c(H*)增大，使水的電離平衡逆向移動(dòng)，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，升溫，Kw增大,c(H+)增大，錯(cuò)誤。三、心的應(yīng)用.水的電離平衡曲線的理解與識(shí)別⑴曲線上的任意點(diǎn)(如a,b,c)的心都相同,即&H+)dOH-)相同,溫度相同。(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw丕回，溫度不同。⑶實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變酸堿性;實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)與曲線外點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化一定改變溫度。.溶液中水電離出的c(H+)或c(OH-)的計(jì)算方法Kw表達(dá)式中c(H')、c(OFF)均表示整個(gè)溶液中總物質(zhì)的量濃度，但是一般情況下有：⑴酸溶液中Kw=c陂(H)cMOH-)(忽略水電離出的H+的濃度)。(2)堿溶液中Kw=c，MH}cm(OH-)(忽略水電離出的0H一的濃度)。(3)外界條件改變，水的電離平衡發(fā)生移動(dòng)；但由水電離出的c(H+)與水電離出的c(OH)一定相等。(4)室溫下，由水電離出的c(H+)=lXl()r3moi的溶液可能呈酸性，也可能呈堿性。[深度思考」1.溶液中水電離出的CFF)或c(OH)的計(jì)算(1)在室溫下，0.01moLL」的鹽酸中，c(OlT)是多少？水電離出的c(FT)又是多少？K]0X]0-I4提示由于cn(H*)=0.01moI,L19溶液中c(OH)=.(h+)=0()1niol,L'=1.0X1012mol-L_,o由于溶液中的OH.只來源于水的電離，所以水電離出的c(H‘)=1.0XI012mol-L(2)在室溫下，0.01moHLr的氫氧化鈉溶液中，4H.)是多少？水電離出的c(OPT)又是多少？K[0X提示由于c.(OH)=0.01moI-L1,則溶液中由/)=萬而mol-L1=1.0X1012mol-f'o水電離出的C(OH)=1.0X1012m0].L-io(3)上述兩種溶液水的電離程度如何？簡(jiǎn)述原因。提示相同。兩種酸、減電離出的c(H+)、c(OH-)相等，因而對(duì)水的電離抑制程度相同。(4)在室溫下，酸或堿的稀溶液中，由水電離出的c(H')和以014一)還相等嗎？c(H?c(OH一尸1.0X10口還成立嗎？提示在酸或堿的稀溶液中由水電離出的c(H+)和c(OH)一定相等，但溶液中所有的c(H+)和所有的c(OH")-定不相等。c(H>c(OH-)=1.0義10「4仍然成立。2.思考解答以下幾個(gè)問題：⑴某溫度下純水中的c(h+)=2X1(T7moiL「，此時(shí)c(OFF)為多少？該純水的酸堿性如何？(2)若保持(1)中溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H+)=5X10-4molL-',則溶液中c(OHD為多少？由水電離產(chǎn)生的以H)為多少？答案(l)2X10^molL~,該水呈中性(2)8XIO-11mol-L-18X10'11molL-'r應(yīng)用體驗(yàn)」.一定溫度下，水溶液中H.和OH的濃度變化曲線如圖，下列說法正確的是()c(OH-y(mol-L-')1.0x1()---VI.OxKrMHXmolOA.該溫度下，a點(diǎn)溶液呈堿性B.該溫度下，0.01molL^NaOH溶液中c(H+)=1.0X10Fmo卜C.該溫度下，加入NaOH可能引起由d向b的變化D.b點(diǎn)時(shí)，升高溫度，可能引起由b向c的變化答案A解析根據(jù)圖像，b點(diǎn)c(H+)dOH一)=LOX1()F>]0X1OR,說明該溫度高于常溫。曲線上的點(diǎn)的溫度相同。該溫度下，a點(diǎn)溶液中c(H+)vc(OH—),呈堿性，故A正確；該溫度下，0.01molf'NaOH溶液中c(OH")=0.01molL-1,則c(H+)=1.0X10-10molL_,,故B錯(cuò)誤；該溫度下，加入NaOH,溶液中的aOFE)增大，c(H+)減小，不能引起d向b的變化，故C錯(cuò)誤；b點(diǎn)時(shí)，升高溫度，水的電離程度增大，c(h+)?c(OH-)增大，不能引起b向c的變化，故D錯(cuò)誤。2.如圖表示水中cOf)和aOK)的關(guān)系，下列判斷錯(cuò)誤的是()A.兩條曲線間任意點(diǎn)均有c(H)c(OH-)=KwB.M區(qū)域內(nèi)(不包括邊界)任意點(diǎn)均有c(H+)<c(OlT)C.圖中/<一D.XZ線上任意點(diǎn)的c(H+)都相等答案D解析只要在水溶液中，都會(huì)有cYH+>c(OH-)=Kw,故A項(xiàng)正確；XZ線的斜率是I,XZ線上的點(diǎn)均存在c(H+)=c<OH-),在X、Z連線的上方M區(qū)域(不包括邊界)，c(H+)vc(OH)故B項(xiàng)正確，水的電離是吸熱過程，升高溫度，促進(jìn)水的電離，則心逐漸增大，因Kw：Z點(diǎn),x點(diǎn)，所以力〈乃，故c項(xiàng)正確；xz線的斜率是1,xz線上的點(diǎn)均存在以h+)=c(oh-),但每一點(diǎn)的c(H+)不相等，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。課時(shí)對(duì)點(diǎn)練對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練題組一水的電離平衡及Kw1.下列關(guān)于水的說法中正確的是()A.水的離子積僅適用于純水B.水的電離需要通電C.升高溫度一定使水的離子積增大D.加入電解質(zhì)一定會(huì)破壞水的電離平衡答案C解析水的離子積適用于稀的也解質(zhì)水溶液及純水，A項(xiàng)錯(cuò)誤；水的電離不需要通電，B項(xiàng)錯(cuò)誤；水的電離是吸熱過程，溫度升高，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，C項(xiàng)正確；不是所有的電解質(zhì)都能破壞水的電離平衡，如NaQ,D項(xiàng)錯(cuò)誤。.(2020?重慶高二期中)已知室溫下OOImo卜LCH3c(X)H溶液中"H')=4.32X|()-4moiL,則該CH3coOH溶液中水的離子積常數(shù)()A.小于1X1O「4B.大于IXIOFC.等于lx1。/D.無法確定答案C解析室溫下，任何稀的水溶液中水的離子積常數(shù)都是IX題組二外界條件對(duì)水的電離平衡的影響.能夠使H2O+H2OH3O+OH的平衡向右移動(dòng)的措施是()A.升高水溶液的溫度B.加入少量H2s04溶液C.加入少量NaOH溶液D.向水中放入冰塊答案A解析A項(xiàng)，水的電離是吸熱過程，升溫平衡向右移動(dòng)；B項(xiàng)，加入H2s04使H+濃度增大，平衡向左移動(dòng)；C項(xiàng)，加入NaOH使OH一濃度增大，平衡向左移動(dòng)：D項(xiàng)，放入冰塊，使溫度降低，平衡向左移動(dòng)。.某溫度下，向c?(H+)=lX10.6mo].L-l的蒸儲(chǔ)水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測(cè)得溶液中c(H+)=lX10-3molL-,o下列對(duì)該溶液的敘述不正確的是()A.該溫度高于25°CB.由水電離出來的H+的濃度為IXIoFmolLFC.加入NaHSO4晶體抑制水的電離D.取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH-)增大答案B解析25℃時(shí)，純水中c(H+)=1義10-7moML，c(H*)=1XIO"巾。卜說明水的電離得到促進(jìn)，故7>25℃,A項(xiàng)正確；c(H+)=lX10FmolLj水的離子積常數(shù)為1X1(尸2,心=c<H+)c(OH-),當(dāng)(小+)=1乂]()-3010].1-1時(shí)，8014一)=1乂10—9010]1-1,故由水電離出來的c(H+)=lX10-9mo卜l「，B項(xiàng)錯(cuò)誤；NaHSO,電離生成的氫禹子，對(duì)水的電離起抑制作用，水的電離程度減小，C項(xiàng)正確；溫度不變時(shí)，人不變，加水稀釋，｛H+)減小，Kw=c(H+>c(OFT)不變，所以c(OH~)增大，D項(xiàng)正確。.水的電離過程為H?OH++OH，在25℃時(shí)，水的離子積Kw=lX10r4；在35c時(shí)，水的離子積Kw=2.1X10-,4o則下列敘述正確的是()c(H')隨著溫度的升高而降低35c時(shí)，c(H+)>c(OlT)35℃時(shí)比25℃時(shí)水的電離程度小D.水的電離是吸熱過程答案D解析由題中條件可以看出，溫度升高時(shí)，心增大。25c時(shí)，<<H+)=c(OH_)=1XIO-7molL-1;35℃時(shí)，c(H+)=c(OH—)Q1.45X10-7moiL」。溫度升高，以方)和c(OFT)都增大，且始終相等，水的電離程度也增大，因溫度升高平衡正向移動(dòng)，故水的電離為吸熱過程。.25c時(shí)，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaQ、②NaOH、③H2so其中水的電離程度按由大到小順序排列的一組是()A.③，②,①B.②，③〉①C.①下②〉③D.③②答案C解析分析三種物質(zhì)可知②③抑制水的電離，①不影響水的電離平衡，H2s。4為二元強(qiáng)酸，產(chǎn)生的c(H+)大于NaOH產(chǎn)生的c(0K),抑制程度更大，故順序?yàn)棰?，②〉③。題組三人的應(yīng)用.常溫下，在0.01molL^H2s。4溶液中，由水電離出的氫離子濃度是()A.5X1013mol-L'1B.0.02mol-L^1C.IX10_7mol-L_1D.lX10-,2molL-1答案A解析H2s04電離出的c(H+)=0.02mol-L-1,由Kw=1.0X1(尸11可知?(汨一)=5XIO-13mol-L-1,OHT是由水電離產(chǎn)生的，則水電離產(chǎn)生的c(H+)=c(0H-)=5X10-13molfo.下列四種溶液中，室溫下由水電離生成的H*濃度之比(①：②：③：④)是()①以H,)=1.0molL)的鹽酸②().1molL-1的鹽酸③0.01molL「的NaOH溶液④().001molLi的NaOH溶液

A.1：10：100：1000A.1：10：100：1000A.1：10：100：1000B.0：1：12：11C.14：13：12：11D.14：13：2：3A.1：10：100：1000B.0：1：12：11答案A解析①中c(H+)=lmobL-1,由水電離出的c(H+)與溶液中c(OH)相等，等于LOX10^14mol-L-1:②中c(H+)=0.1mol-L-1,由水電離出的c(H+)=1.0X10-13moi.L「；③中c(OH-)=1.0XIO、mo].L，由水電離出的c(H+)與溶液中c(H+)相等，等于I.OXIO^12mol-L-1：④中由水電離出的c(H+)=1.0X10-"molL-,o即(LOX10.14)：(1ox10-13)：(0X10-12)：(LOXl(r”=l：10：10()：IOOOo.水的電離常數(shù)如圖所示，曲線上的點(diǎn)都符合c(H+)YOH-)=常數(shù)，下列說法錯(cuò)誤的是()A.圖中溫度：Ti>T2B.圖中五點(diǎn)心間的關(guān)系：B>C>A=D=EC.曲線a、b均代表純水的電離情況D.若處在B點(diǎn)時(shí)，將0.005mol-L-1的硫酸溶液與由水電離的c(H')=I.OXIO-12mol-L-1的KOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性答案C解析由圖像可知，A點(diǎn)在4時(shí)的曲線上，而B點(diǎn)在力時(shí)的曲線上，因?yàn)锳、B點(diǎn)溶液中的氫離子與氫氧根離子的濃度相等，所以是純水的電離，B點(diǎn)的電離程度大于A點(diǎn)，所以溫度T>4,故A正確；由圖像可知，A、E、D都是八時(shí)曲線上的點(diǎn)，Kw只與溫度有關(guān)，溫度相同時(shí)心相同，溫度升高，促進(jìn)水的電離，心增大，則B>A=D=E,由C點(diǎn)c(OH-)-c(H+)可知，C點(diǎn)的Kw大于A點(diǎn)，小于B點(diǎn)，則K、、,：B>C>A=D=E,故B正確；由E和D點(diǎn)的c(h+)Wc(OH-)可知其不是純水的電離，故C錯(cuò)誤：B點(diǎn)時(shí)，/；w=1X1O-12O.OO5mol-L-1的硫酸中c(H+)=0.01mol-L-1,由水電離的c(H+)=1.0XlO-nmolL-1的KOH溶液中c(OH-)=1mol-L1,兩溶液等體積混合后，溶液顯堿性，故D正確。綜合強(qiáng)化.下列微粒中能使水的電離平衡向左移動(dòng)且溶液中的c(H+)增大的是()

A.HS。,B.aCN『D.匚?：H]答案A解析A項(xiàng)HSOi電離出H*使溶液顯酸性，抑制水的電離：B中C「、C中Na卡對(duì)水的電離無影響；D項(xiàng)為OH，