2023學(xué)年完整公開課版水的電離

水是生命之源，關(guān)于水你了解多少？H2OH-O-H純水無色無味水是良好的溶劑水是弱電解質(zhì)常溫下，將1mL1×10-5mol/L的鹽酸，稀釋至1000mL思考pHc(H+)＝1×10-8mol/Lc(H+)＝1×10-5mol/L“pH”是由丹麥化學(xué)家彼得·索侖森1909年提出的。索侖森當(dāng)時(shí)在一家啤酒廠工作，經(jīng)常要化驗(yàn)啤酒中所含H+濃度。每次化驗(yàn)結(jié)果都要記錄許多個(gè)零，這使他感到很麻煩。經(jīng)過長期潛心研究，他發(fā)現(xiàn)用H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)來表示酸堿性非常方便，并把它稱為溶液的pH（p代表德語Potenz，意思是濃度，H代表H+）。就這樣“pH”成為表述溶液酸堿度的一種重要數(shù)據(jù)。化學(xué)史話溶液的pHpH＝5pH＝8？是c(H+)的負(fù)對(duì)數(shù)，即：pH＝-lgc(H+)實(shí)驗(yàn)測得：pH＜7溶液中c(H+)＞1×10-7mol/L常溫下，將1mL1×10-5mol/L的鹽酸，稀釋至1000mLc(H+)＝1×10-8mol/Lc(H+)＝1×10-5mol/L思考pH溶液中多出的H＋從何而來？水電離產(chǎn)生的H＋為何對(duì)1×10-5mol/L的鹽酸的pH影響不大？11、純水中究竟存在哪些微觀粒子？科學(xué)家通過純水中導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象發(fā)現(xiàn)：燈泡，不發(fā)光結(jié)論：水能發(fā)生電離，但電離不完全2、如何通過實(shí)驗(yàn)證明這些粒子的存在？偏轉(zhuǎn)把燈泡換成靈敏電流計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流計(jì)的指針了。任務(wù)一尋找證明水的電離很微弱的證據(jù)精確的電導(dǎo)性實(shí)驗(yàn)表明，純水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在著極少量的離子。結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離pH試紙使用方法將pH試紙放在玻璃片上，用干燥、潔凈的玻璃棒蘸待測液點(diǎn)在pH試紙上，然后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡進(jìn)行對(duì)照，讀出所測溶液的pH。廣泛pH試紙精密pH試紙測定純水的pH（常溫）pH計(jì)，又叫酸度計(jì)?？捎脕砭軠y量溶液的pH，其量程為0～14。用pH計(jì)測量溶液的pHc(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/Ln(H2O)＝55.6mol55.6molH2O中，只有1×10-7mol發(fā)生電離（1）1L水的物質(zhì)的量（2）水中H+和OH-濃度（3）總的水分子與已電離的水分子之間的比例請(qǐng)計(jì)算：測定純水的pH（常溫）pH＝7測定結(jié)果：結(jié)論：純水能發(fā)生微弱的電離水電離出的H＋、OH－濃度相等一、水的電離水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。+++-H2OH++OH簡寫：?水的電離H2O+H2OH3O++OH?

K

電離＝c(H+)×c(OH-)c(H2O）K電離.=c(H+)

·c(OH-)c(H2O)寫出水的電離平衡常數(shù)室溫下55.6molH2O中，只有1×10-7molH2O電離，電離的水可以忽略不計(jì)，因此c(H2O)可視為常數(shù)Kw

KW＝c(H+)·c(OH-)KW

叫做水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。常溫時(shí)，c(H+)＝c(OH-)＝1×10-7mol/L常溫時(shí)，KW＝c(H+)·c(OH-)＝1×10-14H2OH++OH－H2OH++OH-NaOHNa++OH-加入NaOH，瞬間溶液中c(OH-)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)，c(H+)減小，pH增大

粒子的種類、來源

粒子的相互作用實(shí)驗(yàn)事實(shí)NaOH溶液pH（常溫）0.001mol/L11.00.1mol/L13.0

向水中逐漸加入少量NaOH固體，分別配制成0.001mol/L和0.1mol/LNaOH溶液，測定兩溶液的pH（常溫）。結(jié)論：向水中加入堿，c(OH-)增大，水的電離平衡逆向移動(dòng)。注：表中濃度單位均為mol/LH2OH++OH-c(H+)、c(OH-)分別指溶液中總的H+濃度、總的OH-濃度常溫時(shí)，兩溶液中c(H+)·c(OH-)相等，這是巧合嗎？c(NaOH)pH溶液中c(H+)水電離出的c(OH-)水溶液中c(OH-)c(H+)·c(OH-)＝c(H+)水＝c(H+)水≈c(OH-)NaOH0.00111.00.113.01.0×10－111.0×10－131.0×10－111.0×10－130.0010.11.0×10－141.0×10－14定量討論pH11.011.712.0pH12.312.713.0編號(hào)①②③編號(hào)④⑤⑥配制6種不同濃度NaOH溶液，用pH計(jì)測定溶液的pH實(shí)驗(yàn)事實(shí)編號(hào)①②③④⑤⑥c(NaOH)1×10-35×10-31×10-22×10-25×10-21×10-1c(OH-)pH

c(H+)1×10-35×10-31×10-22×10-25×10-21×10-11×10-11

2×10-121×10-12

5×10-13

2×10-131×10-13注：表中濃度單位均為mol/L數(shù)據(jù)處理c(H+)·c(OH-)1×10－14【結(jié)論】常溫時(shí)，稀NaOH溶液中c(H+)·c(OH-)為常數(shù)。11.011.712.012.312.713.0水的電離Kw＝c(H+)·c(OH-)表達(dá)式：特別提示：常溫下，KW＝c(H+)·c(OH-)＝1×10-14（1）KW不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液（2）c(H+)表示溶液中總的H+濃度,

c(OH-)表示溶液中總的OH-濃度水的離子積常數(shù)結(jié)論：升高溫度，水的電離平衡正向移動(dòng)，Kw

增大。

實(shí)驗(yàn)事實(shí)T/℃102590pH7.37.06.2Kw/10-14用pH計(jì)測定不同溫度下純水的pH，計(jì)算Kw0.2961.0137.1水的電離H2OH++OH-?H＞0【預(yù)測】升高溫度，水的電離平衡正向移動(dòng)。Kw

與溫度有關(guān)，溫度升高，Kw

增大小結(jié)：水的離子積增大1.0×10-14純水電解質(zhì)水溶液改變條件平衡移動(dòng)方向c(H＋)c(OH－)水的電離程度Kw升高溫度_____________________加入HCl(g)____________________加入NaOH(s)_____________________加入金屬Na_____________________加入NaHSO4(s)______________________右移左移左移右移左移增大增大減小減小增大增大減小增大增大減小增大減小減小增大減小增大不變不變不變不變H2OH++OH-?H＞0外界條件對(duì)水的電離平衡的影響(1)升高溫度，若Kw增大到10－12，則純水電離出的c(H＋)＝10－6mol·L－1()(2)在純水中加入少量酸，水的電離平衡向逆向移動(dòng)，Kw減小()(3)25℃時(shí)，若溶液中c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，則溶液中c(OH－)＝1.0×10－8mol·L－1()(4)25℃時(shí)，水的離子積Kw＝1.0×10－14，35℃時(shí)水的離子積Kw＝2.1×10－14，則35℃時(shí)水中的c(H＋)＞c(OH－)()(5)25℃時(shí)，0.001mol·L－1的鹽酸中，由水電離出的c(OH－)＝1.0×10－11mol·L－1()1.判斷正誤×√×√√練習(xí)2.常溫下，某溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，該溶液可能是______。①二氧化硫的水溶液②氯化鈉水溶液③硝酸鈉水溶液④氫氧化鈉水溶液①④提示：某溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1.0×10－11mol·L－1，說明溶液既可能呈酸性，也可能呈堿性。3.某溫度下，純水的c(H＋)＝2×10－7mol·L－1，則此時(shí)純水的c(OH－)為_______________________。若溫度不變，滴入稀鹽酸使溶液中c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，則溶液中c(OH－)為___________________，此時(shí)溫度_________(填“高于”“低于”或“等于”)25℃。2×10－7mol·L－18×10－11mol·L－1高于練習(xí)(1)25℃時(shí)，Kw＝1.0×10－14，不僅適用于純水(或其他中性溶液)，也適用于酸、堿、鹽的稀溶液。小結(jié)(2)在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水電離出的c(H＋)水與c(OH－)水一定相