《水的電離和溶液的pH（第一課時(shí)）》學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道水是一種弱電解質(zhì)，外界條件會(huì)影響其電離平衡

的移動(dòng)。2.理解水的離子積常數(shù)不僅適用于純水，也適用于稀的

電解質(zhì)溶液。3.通過(guò)對(duì)水的離子積常數(shù)的分析，能運(yùn)用弱電解質(zhì)的電

離模型分析水的電離，發(fā)展應(yīng)用模型解決問(wèn)題的能力。【知識(shí)回顧】電離平衡常數(shù)1.概念：在一定的條件下，弱電解質(zhì)的電離達(dá)平衡時(shí)，弱電解質(zhì)電離

出的各離子的濃度的乘積，跟溶液中未電離的分子的濃度的

比值是一個(gè)常數(shù)，這個(gè)常數(shù)叫做電離常數(shù)(K)。

，該弱電解質(zhì)越易電離2.電離常數(shù)的表達(dá)式●K值只受溫度影響，與溶液的濃度無(wú)關(guān)CH3COOHH++CH3COO－K=c(H+)·c(CH3COO－)c(CH3COOH)●

K值越大【思考與討論】

在水溶液中，酸、堿和鹽全部或部分以離子形式存在，那么，其中的溶劑——水是全部以分子形式存在，還是部分以離子形式存在呢?怎樣驗(yàn)證你的猜想？水分子結(jié)構(gòu)示意圖圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)方法一：利用靈敏電流表測(cè)定水的導(dǎo)電性燈泡亮，電路正常燈泡不亮，純水不導(dǎo)電或?qū)щ娔芰θ蹯`敏電流表指針偏轉(zhuǎn)，純水能導(dǎo)電但導(dǎo)電能力弱圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)方法一：利用靈敏電流表測(cè)定水的導(dǎo)電性結(jié)論：水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離水質(zhì)檢測(cè)筆方法二：利用手持技術(shù)測(cè)定水的電導(dǎo)率圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)1.水的電離

精確的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)表明，純水絕大部分以H2O的形式存在，但其中也存在著極少量的H3O+和OH-。這表明水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離:H+為裸露的質(zhì)子，不穩(wěn)定，容易與水結(jié)合形成H3O+（水合氫離子）H2O＋H2OH3O＋

＋OH－簡(jiǎn)寫(xiě)為H2OH＋

＋OH－－圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)【思考】如何衡量水的電離的限度？電離常數(shù)：

K

電離＝

c(H+)·c(OH－）c(H2O）H2OH++OH－水的電離平衡：K電離c(H2O)·=c(H+

)·Kw=c(H+)c(OH－)·水的離子積（常數(shù)）c(OH－)2.水的離子積常數(shù)（1）定義：

在一定溫度下，當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時(shí)，電離產(chǎn)物H+和OH－濃度之積是一個(gè)常數(shù)，記作KW，叫做水的離子積常數(shù)；簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積。（2）表達(dá)式：

KW=c(H+)·c(OH－)

在25℃下，純水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10-7mol·L－1，

KW=c(H+)·c(OH－)=1.0×10-14

【思考】水的離子積常數(shù)受什么因素影響？只受溫度影響表2-1不同溫度下水的離子積常數(shù)（1）水的電離程度很微弱

在25℃下，1L水（55.6mol）中有1×10-7mol水分子電離。

55.6×107個(gè)水分子才有1個(gè)電離。（2）溫度升高，水的離子積KW增大

水的電離是吸熱過(guò)程，升高溫度，促進(jìn)水的電離，Kw增大。

Kw只與溫度有關(guān)，與濃度無(wú)關(guān)。在使用Kw時(shí)一定要強(qiáng)調(diào)溫度。

表2-1不同溫度下水的離子積常數(shù)（1）溫度：水的電離是吸熱過(guò)程，升高溫度，促進(jìn)水電離。

故升高溫度，KW增大。改變條件平衡移動(dòng)方向c(H+)c(OH－)H+與OH－濃度大小Kw升高溫度增大增大增大正向移動(dòng)相等3.影響水的電離平衡的因素H2OH++OH－

ΔH

>0

KW=c(H+)·c(OH－)3.影響水的電離平衡的因素（2）加入酸溶液或堿溶液：改變條件平衡移動(dòng)方向c(H+)c(OH－)H+與OH－濃度大小Kw加HCl加NaOH增大減小不變逆向移動(dòng)減小增大不變逆向移動(dòng)加入酸或堿，抑制水電離，Kw不變。H2OH++OH－

ΔH

>0

c(H+)

＜c(OH－)c(H+)

＞c(OH－)KW=c(H+)·c(OH－)（3）加入活潑金屬（如Na）：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑改變條件平衡移動(dòng)方向c(H+)c(OH－)H+與OH－濃度大小Kw加Na減小增大不變正向移動(dòng)c(H+)

＜c(OH－)3.影響水的電離平衡的因素H2OH++OH－

ΔH

>0

KW=c(H+)·c(OH－)4.水的離子積KW應(yīng)用時(shí)注意事項(xiàng)（1）任何水溶液都同時(shí)存在H+和OH－。KW表達(dá)式中，c(H＋)和c(OH－)

均表示整個(gè)溶液中H＋和OH－的濃度，而不單指水產(chǎn)生的。（2）在電解質(zhì)水溶液中，c(H+)與c(OH－)不一定相等,

但由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH－)永遠(yuǎn)相等。（3）KW不僅適用于純水,還可適用于稀的電解質(zhì)水溶液。

即在電解質(zhì)水溶液中KW=c(H+)·c(OH－)也成立。H2OH++OH－

KW=c(H+)·c(OH－)【例1】25℃，0.01mol/L鹽酸溶液中c(H+)和c(OH－)分別為多少？

由水電離出的c(H+)和c(OH－)分別是多少？5.水的離子積KW的應(yīng)用【解析】

在酸溶液中，c(H+)來(lái)自于酸電離和水電離，且c(H+)酸?c(H+)水，因此，可近似認(rèn)為c(H+)來(lái)自于酸電離，而忽略水電離的H+。c(OH-)來(lái)自于水的電離，且電離程度很小。由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH－)永遠(yuǎn)相等。由Kw=c(H+)·c(OH－)得：c(OH－)=1×10-14/1×10-2=1×10-12(mol/L)=c(H+)水【例2】25℃時(shí)，濃度為1×10-2mol/L的NaOH溶液中，由水電離產(chǎn)生的c(OH－)是多少？由Kw=c(H+)·c(OH－)得：c(OH－)水=c(H+)=1×10-14/1×10-2=1×10-12(mol/L)【解析】

在堿溶液中，c(OH－)來(lái)自于堿電離和水電離，且c(OH－)堿?c(OH－)水，因此，可近似認(rèn)為c(OH－)來(lái)自于堿電離，而忽略水電離的OH－

。c(H+)來(lái)自于水的電離，且電離程度很小。由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH－)永遠(yuǎn)相等。5.水的離子積KW的應(yīng)用25℃時(shí)，某酸溶液或堿溶液中，由水電離產(chǎn)生的c(H+)水=10-9mol/L，請(qǐng)計(jì)算該溶液中c(H+)的可能值？（1）若是酸溶液，

c(OH－)

=c(OH－)水=c(H+)水=

10-9mol/L

溶液中c(H+)=Kw/c(OH－)=1×10-14/1×10-9=1×10-5(mol/L)；（2）若是堿溶液，

H+全部來(lái)自于水的電離

c(H+)=c(H+)水=

10-9mol/L【練習(xí)1】【解析】H2OH++OH－

由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH－)永遠(yuǎn)相等。已知水在25℃和100℃時(shí)，電離平衡曲線如圖所示：

（1）25℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），

理由是__________________________________________________。（2）將A點(diǎn)變?yōu)锽點(diǎn)，采取的措施是________________。（3）C點(diǎn)c(H+)=___________，D點(diǎn)c(OH－)=___________?！揪毩?xí)2】圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)已知水在25℃和100℃時(shí)，電離平衡曲線如圖所示：

（1）25℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為

（填“Ⅰ”或“Ⅱ”），

理由是__________________________________________________。（2）將A點(diǎn)變?yōu)锽點(diǎn)，采取的措施是________________。Ⅰ水的電離是吸熱過(guò)程，溫度較低時(shí)，電離程度較小，離子濃度也較小升高溫度至100℃水的電離是吸熱過(guò)程，當(dāng)溫度升高時(shí)，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，水中c(H+)、c(OH－)都增大【練習(xí)2】25℃100℃圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)已知水在25℃和100℃時(shí)，電離平衡曲線如圖所示：

（3）C點(diǎn)c(H+)=___________，D點(diǎn)c(OH－)=___________。1×10-8mol/L1×10-8mol/LC點(diǎn)c(H+)=Kw/c(OH－)=1×10-8mol/L；同理D點(diǎn)c(OH－)=1×10-8mol/L【練習(xí)2】【解題思路】1.首先需要明確橫縱坐標(biāo)的物理意義；2.注意趨勢(shì)，走向隨著橫坐標(biāo)的增大，縱坐標(biāo)是變大還是變小。25℃100℃圖片來(lái)自網(wǎng)絡(luò)總

結(jié)1.水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。2.水的離子積常數(shù)：KW=c(H+)·c(OH－)3.影響水的電離平衡的因素：KW只與溫度有關(guān)。升高溫度，KW增大；降低溫度，KW減小。溫度：水的電離是吸熱過(guò)程，升高溫度，促進(jìn)水電離。酸或堿：加入酸或堿，抑制水電離，Kw不變。

常溫下，向純水中加入少量的氫氧化鈉，與純水相比，所得溶液的下列說(shuō)法正確的是()A.溶液的c(H+)增大B.水的電離平衡逆向移動(dòng)C.溶液中c(H+)與c(OH－)的乘積增大D.Kw減小【練習(xí)1】B加入少量的氫氧化鈉，水的平衡逆向移動(dòng)，溶液中c(OH－)增大，c(H+)減小，A錯(cuò)誤；水的電離平衡逆向移動(dòng)，B正確；溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，Kw=c(H+)c(OH－)不變，C錯(cuò)誤，D也錯(cuò)誤。

下列敘述正確的是(

)A.某溫度下，蒸餾水中的pH=6，則該溫度一定高于25℃B.25℃時(shí)，某液體中c(H+)和c(OH－)的乘積為1×10-14，該

液體一定為純水C.25℃時(shí)，向水中加入氫氧化鈉固體，水的電離平衡逆向

移動(dòng)，水的離子積減小D.25℃時(shí)，pH=1的鹽酸與0.1mol·L-1的NaOH溶液中，水

的電離程度不同A【練習(xí)2】水的電離時(shí)吸熱，溫度一定高于25℃25℃時(shí)，任何水溶液中的c(H+)和c(OH－)的乘積都為1×10-14水的離子積不變同濃度的c(H+)和c(OH－)對(duì)水的電離的抑制程度相同【練習(xí)3】某種醬油pH=5,則該醬油中的c(H+)=______________;在常溫下，檸檬水的pH為3，其中的c(OH-)為_(kāi)__（填字母）。a.0.1mol/Lb.1×10-3mol/Lc.1×10-7mol/Ld.1×10-11mol/L解析：根據(jù)pH=－lgc(H+)，醬油pH=5=－lgc(H+)，計(jì)算得c(H+)=1×10-5mol/L；

在常溫下，檸檬水的pH為3，則c(H+)=1×10-3mol/L，由于常溫下任何水溶液中的c(H+)和c(OH－)的乘積都為1×10-14，c(OH－)=1×10-14/c(H+)=1×10-11mol/L，故選d。1×10-5mol/Ld任務(wù)一水的電離及水的離子積[問(wèn)題探究]1.加水稀釋鹽酸,溶液中的c(H+)、c(OH-)都減小,對(duì)嗎?答案

不對(duì);稀釋鹽酸時(shí),溶液中的c(H+)減小,但因?yàn)镵W=c(H+)·c(OH-)不變,所以c(OH-)增大。2.試分析酸性溶液中c(H+)、c(OH-)的來(lái)源及KW的計(jì)算方法。答案

c(H+)來(lái)源于酸的電離和水的電離,且c(H+)酸?c(H+)水;c(OH-)來(lái)源于水的電離,且電離程度很小;KW=[c(H+)酸+c(H+)水]·c(OH-)水≈c(H+)酸·c(OH-)水。[深化拓展]1.水的離子積常數(shù)(1)水的電離常數(shù)表達(dá)式為

。(2)水的離子積常數(shù)表達(dá)式為KW=c(H+)·c(OH-)。(3)KW及影響因素:①25℃時(shí):KW=1.0×10-14。②水的電離是吸熱的可逆過(guò)程,故溫度升高,KW增大。③水的離子積常數(shù)只受溫度的影響,與c(H+)和c(OH-)的變化無(wú)關(guān)。2.水的電離平衡移動(dòng)

影響因素水的電離平衡移動(dòng)影響結(jié)果方向原因KWc(H+)變化c(OH-)變化c(H+)與c(OH-)的關(guān)系溫度升溫右移水的電離過(guò)程吸熱增大增大增大c(H+)=c(OH-)降溫左移減小減小減小c(H+)=c(OH-)加酸左移增大了c(H+)不變?cè)龃鬁p小c(H+)>c(OH-)加堿左移增大了c(OH-)不變減小增大c(H+)<c(OH-)外加活潑金屬右移金屬消耗水電離出的H+不變減小增大c(H+)<c(OH-)[素能應(yīng)用]典例125℃時(shí),水的電離達(dá)到平衡:H2O H++OH-

ΔH>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,KW不變C.向水中加入少量固體鈉,平衡逆向移動(dòng),c(H+)減小D.將水加熱,KW增大,c(H+)不變答案

B解析

向水中加入稀氨水,OH-濃度增大,水的電離平衡逆向移動(dòng),A項(xiàng)錯(cuò)誤;硫酸氫鈉是強(qiáng)酸酸式鹽,向水中加入少量固體硫酸氫鈉,其在水溶液中完全電離:,c(H+)增大,由于KW只與溫度有關(guān),所以KW不變,B項(xiàng)正確;向水中加入少量固體鈉,由于金屬鈉非?；顫?可與水電離出的H+直接發(fā)生置換反應(yīng),產(chǎn)生H2,故促進(jìn)了水的電離,使平衡正向移動(dòng),C項(xiàng)錯(cuò)誤;將水加熱,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍數(shù)增大,D項(xiàng)錯(cuò)誤。在分析水的電離平衡的移動(dòng)方向時(shí),要充分利用在化學(xué)平衡中所學(xué)習(xí)的平衡移動(dòng)原理。需注意:(1)向水中加入酸或堿,使c(H+)或c(OH-)增大,則抑制水的電離,如向水中加入少量NaOH固體可抑制水的電離。(2)向水中加入某種物質(zhì),若該物質(zhì)與H+或OH-發(fā)生反應(yīng)而使c(H+)或c(OH-)減小,則促進(jìn)水的電離。如向水中加入鈉等活潑金屬可促進(jìn)水的電離。(3)KW只受溫度的影響。變式訓(xùn)練1下列敘述正確的是(

)A.某溫度下,蒸餾水中的c(H+)=2.0×10-7mol·L-1,則該溫度一定高于25℃B.25℃時(shí),某液體中c(H+)和c(OH-)的乘積為1×10-14,該液體一定為純水C.25℃時(shí),向水中加入氫氧化鈉固體,水的電離平衡逆向移動(dòng),水的離子積減小D.25℃時(shí),0.1mol·L-1的鹽酸與0.1mol·L-1的NaOH溶液中,水的電離程度不同答案

A解析

某溫度下,蒸餾水中的c(H+)=2.0×10-7

mol·L-1,水的離子積為4×10-14,比25

℃時(shí)的水的離子積大,因?yàn)樗碾婋x吸熱,則該溫度必然高于25

℃;25

℃時(shí),任何水溶液中c(H+)和c(OH-)的乘積均為1×10-14;水中加入氫氧化鈉固體,水的電離平衡逆向移動(dòng),但水的離子積不變;同濃度的H+和OH-對(duì)水的電離的抑制程度相同。任務(wù)二溶液的酸堿性[問(wèn)題探究]1.室溫下,將pH=5的鹽酸稀釋到體積為原來(lái)的100倍所得的溶液是否呈中性?答案

所得溶液不呈中性;室溫下,將酸溶液無(wú)限稀釋,其pH無(wú)限接近7但不會(huì)等于7,溶液呈酸性。2.室溫下,由水電離出的c(H+)=10-10mol·L-1,該溶液呈什么性?答案

可能呈酸性也可能呈堿性。3.某溶液中c(H+)=10-6mol·L-1,該溶液一定呈酸性嗎?某溶液的pH=7,該溶液一定呈中性嗎?答案

因?yàn)闇囟炔淮_定,故不能確定溶液的酸堿性。[深化拓展]判斷溶液酸堿性的標(biāo)準(zhǔn)(1)判定溶液酸堿性的依據(jù)是c(H+)與c(OH-)的相對(duì)大小,如果c(H+)>c(OH-),溶液顯酸性;如果c(H+)<c(OH-),溶液顯堿性;如果c(H+)=c(OH-),溶液顯中性。(2)用pH判斷溶液酸堿性時(shí),要注意的條件是溫度,不能簡(jiǎn)單地認(rèn)為pH=7的溶液一定呈中性,如100℃時(shí),純水的pH<7,所以使用pH判斷溶液酸堿性時(shí)需注明溫度。(3)用酸堿指示劑判斷溶液酸堿性時(shí),要注意指示劑的變色范圍。[素能應(yīng)用]典例2(雙選)下列關(guān)于溶液酸堿性的說(shuō)法正確的是(

)A.常溫下,pH=7的溶液呈中性B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7mol·L-1C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性D.在100℃時(shí),純水的pH<7,因此呈酸性答案

AC解析

25

℃時(shí),中性溶液pH=7,A項(xiàng)正確;在中性溶液中,c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7

mol·L-1,所以B項(xiàng)錯(cuò)誤,C項(xiàng)正確;100

℃的純水中,雖然pH<7,但c(H+)=c(OH-),還是呈中性,所以D項(xiàng)錯(cuò)誤。溶液酸堿性與c(H+)、c(OH-)及pH的關(guān)系

變式訓(xùn)練2下列溶液一定呈中性的是(

)A.使石蕊溶液呈紫色的溶液B.c(H+)=c(OH-)的溶液C.由強(qiáng)酸、強(qiáng)堿等物質(zhì)的量反應(yīng)得到的溶液D.非電解質(zhì)溶于水得到的溶液答案

B解析

等物質(zhì)的量的強(qiáng)酸與強(qiáng)堿,由于它們所含H+和OH-的物質(zhì)的量未知,因此無(wú)法判斷它們混合后溶液的酸堿性,故C錯(cuò)誤;非電解質(zhì)溶于水,可以使溶液顯酸性、堿性或中性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液顯酸性,NH3溶于水生成NH3·H2O,溶液顯堿性,乙醇、蔗糖等溶于水,溶液顯中性,故D錯(cuò)誤。典例3常溫下,在pH=12的某堿溶液中,由水電離出的c(OH-)為(

)A.1.0×10-7mol·L-1

B.1.0×10-6mol·L-1C.1.0×10-3mol·L-1

D.1.0×10-12mol·L-1答案

D解析

由水電離出的c(H+)=10-pH

mol·L-1=1.0×10-12

mol·L-1,由水電離出的c(OH-)等于由水電離出的c(H+),所以,由水電離出的c(OH-)也等于1.0×10-12

mol·L-1。(1)計(jì)算溶液中水電離出的c(H+)與c(OH-)時(shí)注意以下幾點(diǎn):①因?yàn)镠2O H++OH-,所以由水電離出的c(H+)=c(OH-)。②酸溶液中的OH-和堿溶液中的H+都是水電離出的。(2)計(jì)算溶液中水電離出的c(H+)與c(OH-)的方法:①計(jì)算酸溶液中水電離出的c(H+)時(shí),首先根據(jù)已知條件計(jì)算溶液中的c(H+),再根據(jù)KW=c(H+)·c(OH-)計(jì)算出溶液中的c(OH-),然后根據(jù)水電離出的c(H+)=c(OH-),確定由水電離出的c(H+)。②計(jì)算堿溶液中水電離出的c(OH-)時(shí),首先根據(jù)已知條件計(jì)算溶液中的c(OH-),再根據(jù)KW=c(H+)·c(OH-)計(jì)算出溶液中的c(H+),然后根據(jù)水電離出的c(OH-)=c(H+),確定由水電離出的c(OH-)。變式訓(xùn)練3常溫下,在pH=2的某酸溶液中,由水電離出的c(H+)為(

)A.1.0×10-7mol·L-1

B.1.0×10-6mol·L-1C.1.0×10-3mol·L-1

D.1.0×10-12mol·L-1答案

D解析

溶液中的c(H+)=10-pH

mol·L-1=1.0×10-2

mol·L-1,根據(jù)KW=c(H+)·c(OH-),得出水電離的c(OH-)=1.0×10-12

mol·L-1。因?yàn)橛伤婋x出的c(H+)等于由水電離出的c(OH-),所以,由水電離出的c(H+)也等于1.0×10-12

mol·L-1。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測(cè)1.下列關(guān)于水的離子積常數(shù)的敘述正確的是(

)A.因?yàn)樗碾x子積常數(shù)的表達(dá)