魯科版 化學(xué)反應(yīng)原理 水溶液

1、 第三章第三章 物質(zhì)在水溶液中的行為物質(zhì)在水溶液中的行為第一節(jié) 水溶液第一課時(shí)探究實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)精確的純水導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)精確的純水導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)GG現(xiàn)象：現(xiàn)象：指針擺動(dòng)指針擺動(dòng)不亮不亮 靈敏電流計(jì)靈敏電流計(jì)燈泡燈泡聯(lián)想聯(lián)想質(zhì)疑質(zhì)疑： 酸、堿、鹽的水溶液能導(dǎo)電，純酸、堿、鹽的水溶液能導(dǎo)電，純水能導(dǎo)電嗎？水能導(dǎo)電嗎？一、一、水的電離水的電離定性定性：精確的實(shí)驗(yàn)證明，純水能微弱地電精確的實(shí)驗(yàn)證明，純水能微弱地電 離，離，生成自由移動(dòng)的生成自由移動(dòng)的H H+ +和和OHOH- -，所以水是一種，所以水是一種 極弱極弱的電解質(zhì)。的電解質(zhì)。定量：定量：2525時(shí)，時(shí)，1L1L純水（約純水（約55.6mol)55.6mo

2、l)中只有中只有1 11010-7-7molmolH H2 2OO發(fā)生電離，發(fā)生電離，因此純水中因此純水中H+和和OH-各等于各等于110-7molL-1。 H2O H+OH- 水的電離是一個(gè)可逆的過程，在一定溫度下水的電離是一個(gè)可逆的過程，在一定溫度下可以達(dá)到電離平衡。其過程遵循化學(xué)平衡移動(dòng)可以達(dá)到電離平衡。其過程遵循化學(xué)平衡移動(dòng)原理。原理。變形為：變形為：K H2O= H+ OH-K = H+OH-H2O電離平衡常數(shù)為：電離平衡常數(shù)為：250C時(shí)時(shí) KW= H+OH-= 110-14mol2L-2 Kw= H+OH- 水的離子積常數(shù)（水的離子積）水的離子積常數(shù)（水的離子積） 注意：KW只與

3、溫度有關(guān)t/K W /mol2L-2251.010-14557.310-14802.510-131005.510-13討論：討論：分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律，并解釋之分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律，并解釋之 結(jié)論：結(jié)論：1. 溫度越高，溫度越高，Kw越大越大2. 水的電離是一個(gè)吸熱過程水的電離是一個(gè)吸熱過程條件條件移動(dòng)方移動(dòng)方向向KW變化變化H+ OH-加熱加熱加酸加酸加堿加堿加加Na向右向右增大增大增大增大增大增大向左向左向左向左不變不變不變不變增大增大減小減小減小減小增大增大向右向右不變不變減小減小增大增大小結(jié)小結(jié)：加入酸或堿都抑制水的電離加入酸或堿都抑制水的電離討論：討論：對常溫下的純水進(jìn)行下列

4、操作，完成下表：對常溫下的純水進(jìn)行下列操作，完成下表： ( H2O H+OH- )影響水電離的因素影響水電離的因素（1）升高溫度，促進(jìn)水的電離，水）升高溫度，促進(jìn)水的電離，水 的離子積增大。的離子積增大。（2）加入酸或堿，抑制水的電離，）加入酸或堿，抑制水的電離， Kw不變。不變。（1 1）KwKw只隨溫度變化，溫度升高則只隨溫度變化，溫度升高則KwKw增大。增大。若沒有指明溫度，通常是指在若沒有指明溫度，通常是指在2525時(shí)，即認(rèn)為時(shí)，即認(rèn)為Kw=1Kw=11010-14-14(mol/L)(mol/L)2 2。（2）水的離子積是水電離平衡時(shí)的性質(zhì)，它）水的離子積是水電離平衡時(shí)的性質(zhì)，它不僅

5、適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽的不僅適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽的稀溶液。即稀溶液。即稀水溶液中的稀水溶液中的H+與與OH-的乘積是的乘積是一個(gè)常數(shù)。一個(gè)常數(shù)。（3 3）任何稀的水溶液中，水電離產(chǎn)生的）任何稀的水溶液中，水電離產(chǎn)生的HH+ + 和和 OHOH- - 一定一定相等相等 例例1：某溫度下，純水的：某溫度下，純水的H+濃度為濃度為5.0107mol/L，則則OH-的濃度為的濃度為 ，水的離子積，水的離子積是是 。 2、室溫下、室溫下, 0.05mol/L的的H2so4中有水電離產(chǎn)生中有水電離產(chǎn)生的的H+，其濃度接近于（，其濃度接近于（ ）A 1.010-4mol/L B 1

6、.010-8mol/LC 1.010-13mol/L D 1.010-10mol/L5.010-7mol/L2.510-13(mol/L)2C相關(guān)知識(shí)回顧相關(guān)知識(shí)回顧 電解質(zhì)與非電解質(zhì)電解質(zhì)與非電解質(zhì)電解質(zhì)：電解質(zhì)：在水溶液或熔融狀態(tài)下能夠?qū)щ姷脑谒芤夯蛉廴跔顟B(tài)下能夠?qū)щ姷幕衔?。化合物。非電解質(zhì)：非電解質(zhì)：在水溶液和熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電在水溶液和熔融狀態(tài)下不能導(dǎo)電的化合物。的化合物。下列物質(zhì)哪些是電解質(zhì)？哪些是非電解質(zhì)？下列物質(zhì)哪些是電解質(zhì)？哪些是非電解質(zhì)？ NaCl KNO3溶液溶液 Cl2 熔融熔融KNO3 鹽酸鹽酸 Cu CO2 NH3注意事項(xiàng)注意事項(xiàng)1、電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是、電解質(zhì)和

7、非電解質(zhì)都是化合物化合物，單質(zhì)單質(zhì)既不既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì)。2、在水溶液里能夠?qū)щ娀蛉廴跔顟B(tài)下能夠?qū)?、在水溶液里能夠?qū)щ娀蛉廴跔顟B(tài)下能夠?qū)щ姡瑑蓚€(gè)條件中只要具備一個(gè)的化合物即稱電，兩個(gè)條件中只要具備一個(gè)的化合物即稱為電解質(zhì)，不需兩個(gè)條件同事具備。為電解質(zhì)，不需兩個(gè)條件同事具備。3、在水溶液或熔融狀態(tài)時(shí)，化合物、在水溶液或熔融狀態(tài)時(shí)，化合物本身電離本身電離出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電時(shí)，才出自由移動(dòng)的離子而導(dǎo)電時(shí)，才是電解質(zhì)是電解質(zhì)。4、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力由、電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力由自由移動(dòng)的離子濃自由移動(dòng)的離子濃度度與與離子所帶電荷數(shù)離子所帶電荷數(shù)決定。決定。觀察觀察思

8、考思考等體積的溶液等體積的溶液濃度濃度(mol/L)電解質(zhì)溶液電解質(zhì)溶液燈泡亮度燈泡亮度導(dǎo)電能力導(dǎo)電能力0.5HCl0.5氨水氨水0.5NaCl0.5CH3COOH強(qiáng)強(qiáng)弱弱強(qiáng)強(qiáng)弱弱亮亮暗暗亮亮暗暗1.可溶性電解質(zhì)溶液為何能導(dǎo)電？可溶性電解質(zhì)溶液為何能導(dǎo)電？2.溶液導(dǎo)電能力取決于什么？以上水溶液導(dǎo)電能力溶液導(dǎo)電能力取決于什么？以上水溶液導(dǎo)電能力為何不同？為何不同？溶液導(dǎo)電能力取決于自由移動(dòng)離子濃度大小和離子溶液導(dǎo)電能力取決于自由移動(dòng)離子濃度大小和離子所帶電荷所帶電荷二、電解質(zhì)在水溶液中的存在方式二、電解質(zhì)在水溶液中的存在方式o1、強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液里能、強(qiáng)電解質(zhì)：在水溶液里能完全電離完全電離的電

9、解的電解質(zhì)。質(zhì)。o常見的強(qiáng)電解質(zhì)：常見的強(qiáng)電解質(zhì)： 強(qiáng)酸強(qiáng)酸(如如HCl、H2SO4、HNO3等等)、強(qiáng)堿【如、強(qiáng)堿【如KOH、NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2等】等】和絕大多數(shù)鹽和絕大多數(shù)鹽(NaCl、Na2SO4、BaSO4等等)強(qiáng)電解質(zhì)的電離過程是不可逆的，電離方程強(qiáng)電解質(zhì)的電離過程是不可逆的，電離方程式用式用“”，如：，如：HClHCll2、弱電解質(zhì)：在稀的水溶液里、弱電解質(zhì)：在稀的水溶液里部分電離部分電離的的 電解質(zhì)。電解質(zhì)。l常見的弱電解質(zhì)：常見的弱電解質(zhì)： 弱酸弱酸(如如CH3COOH、H2CO3、H3PO4、HF、HCN等等)、弱堿、弱堿(如如NH3H2O等等)和水。和

10、水。 弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，電離方程式弱電解質(zhì)的電離過程是可逆的，電離方程式用用“ ”，CH3COOH HCH3COO 1、多元弱酸和多元弱堿的電離：、多元弱酸和多元弱堿的電離：l多元弱酸的電離是多元弱酸的電離是分步分步的，如：的，如： 注意：注意：l多元弱堿的電離是多元弱堿的電離是一步一步寫，如：寫，如：Fe(OH)3 Fe3+ +3OH-2、酸式鹽的電離：酸式鹽的電離：強(qiáng)酸的酸式鹽：強(qiáng)酸的酸式鹽：在水溶液中的電離：在水溶液中的電離：在熔融狀態(tài)時(shí)電離：在熔融狀態(tài)時(shí)電離：NaHSO4=Na+ + H+ SO42-NaHSO4= Na+ + HSO4- H2CO3 H+ +HCO3- （主

11、要）（主要）HCO3- H+ +CO32- （次要）（次要）弱酸的酸式鹽弱酸的酸式鹽（弱酸的酸式鹽受熱易分解，一般沒有融化狀（弱酸的酸式鹽受熱易分解，一般沒有融化狀態(tài)，在水溶液中電離強(qiáng)中有弱）：態(tài)，在水溶液中電離強(qiáng)中有弱）：NaHCO3=HCO3-+Na+ HCO3- H+ + CO32-3、強(qiáng)弱電解質(zhì)的劃分與物質(zhì)的溶解性無關(guān)強(qiáng)弱電解質(zhì)的劃分與物質(zhì)的溶解性無關(guān)n 強(qiáng)電解質(zhì)強(qiáng)電解質(zhì)在稀的水溶液中在稀的水溶液中全部以離子全部以離子的形態(tài)的形態(tài)存在，而存在，而弱電解質(zhì)弱電解質(zhì)在水溶液中電離的趨勢很小，在水溶液中電離的趨勢很小，主要是以分子形態(tài)主要是以分子形態(tài)存在。存在。HCl全部全部電離電離H+Cl

12、-CH3COOHCH3COOHH+部分部分電離電離CH3COO-HCl和和CH3COOH電離情況對比電離情況對比總結(jié)： 電解質(zhì)溶于水后形成的離子或分子并不電解質(zhì)溶于水后形成的離子或分子并不是單獨(dú)存在的，而是與水分子相互吸引，相是單獨(dú)存在的，而是與水分子相互吸引，相互結(jié)合，以互結(jié)合，以“水合離子水合離子”或或“水合分子水合分子”的的形態(tài)存在。這種溶質(zhì)分子或離子與溶劑相互形態(tài)存在。這種溶質(zhì)分子或離子與溶劑相互吸引的作用叫做吸引的作用叫做溶劑化作用溶劑化作用。3、溶劑化作用：、溶劑化作用：H2O+H2O H3O+OH-小小 結(jié)結(jié) 一、水的電離一、水的電離H2O H+ + OH-KW =H+ OH-強(qiáng)

13、電解質(zhì)：強(qiáng)電解質(zhì)：完全電離完全電離 以水合離子存在以水合離子存在 弱電解質(zhì)：弱電解質(zhì)： 不完全電離不完全電離 以水合離子和水合分子存在以水合離子和水合分子存在 二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)Kw只隨溫度變化只隨溫度變化;它不僅適用于純水，也適用于任何它不僅適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽的稀溶液。即酸、堿、鹽的稀溶液。即稀稀水溶液中的水溶液中的H+與與OH-的的乘積是一個(gè)常數(shù)。乘積是一個(gè)常數(shù)。1.1.計(jì)算計(jì)算25250 0C C時(shí)，下列溶液中的時(shí)，下列溶液中的HH+ + 和和OHOH- - （1 1）0.1mol/L0.1mol/L的鹽酸溶液的鹽酸溶液（2 2）0.1mol/L0.1mol/L的的Ba(OH)Ba(OH)2 2 溶液溶液 課堂練習(xí)課堂練習(xí)HH+ += 0.1mol/L = 0.1mol/L OHOH- -=Kw/H=Kw/H+ +=1.0=1.01010-13-13 mol/LOHOH- -= = 0.1mol/L 2=0.2mol/L 2=0.2mol/L HH+ +=Kw/OH=Kw/OH- -=5=51010-14-14 mol/L2、判斷正誤：、判斷正誤： 任何水溶液中都存在水的電離平衡。任何水溶液中都存在水的電離平衡。 任何水溶液中（不論酸、堿或中性）任何水溶液中（不論酸、堿或中性）