新教材2023-2024學(xué)年高中化學(xué)第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第1節(jié)水與水溶液第1課時水的電離電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)課件魯科版選擇性必修1

第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第1節(jié)第1課時水的電離、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)素養(yǎng)目標(biāo)1.理解水的電離過程以及水的離子積常數(shù)的含義,并能應(yīng)用水的離子積常數(shù)進(jìn)行相關(guān)計算,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.知道強(qiáng)、弱電解質(zhì)的區(qū)別,理解弱電解質(zhì)的電離特點,形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。3.通過不同電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電實驗,培養(yǎng)科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的化學(xué)核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升目錄索引

基礎(chǔ)落實?必備知識全過關(guān)必備知識一、水的電離1.水的電離純水中存在少量的H+和OH-,是由水分子電離產(chǎn)生的:H2OH++OH-。2.水的離子積常數(shù)(1)表達(dá)式:水的電離是一個可逆過程,在一定條件下達(dá)到電離平衡,KW=c平(H+)·c平(OH-)。(2)影響因素——溫度。①25℃時:KW=1.0×10-14mol2·L-2。

②水的電離是吸熱的可逆過程,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+)、c(OH-)的變化無關(guān)。(3)應(yīng)用:在一定溫度下,任何稀的電解質(zhì)溶液中的H+和OH-濃度的乘積都是一個常數(shù)。若知道了該溫度下水的離子積常數(shù)和溶液中的c平(H+),就可以求出c平(OH-);同樣,若知道了溶液中的c平(OH-),就可以求出c平(H+)。

水的離子積常數(shù)不是水的電離常數(shù)

【微思考1】常溫時,水電離出的c水(H+)為1×10-13

mol·L-1時,溶液的酸堿性如何?提示水電離產(chǎn)生的c水(H+)=1.0×10-13

mol·L-1,說明水的電離平衡受到抑制,有兩種情況:①該溶液可能顯酸性,c溶液(H+)=0.1

mol·L-1;②該溶液可能顯堿性,c溶液(OH-)=0.1

mol·L-1。故溶液可能呈酸性,也可能呈堿性。【微思考2】酸性溶液中是否存在OH-?堿性溶液中是否存在H+?試解釋原因。提示酸性溶液中存在OH-,堿性溶液存在H+。因這些溶液中都存在弱電解質(zhì)水的電離平衡。二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)1.強(qiáng)、弱電解質(zhì)的定義強(qiáng)電解質(zhì):在稀的水溶液中能完全電離的電解質(zhì)。弱電解質(zhì):在稀的水溶液中部分電離的電解質(zhì)。2.電解質(zhì)與物質(zhì)類別及在水溶液中的存在形態(tài)

3.電離方程式書寫電離方程式時,強(qiáng)電解質(zhì)用“==”,弱電解質(zhì)用“

”。如:(1)NaCl的電離方程式為NaCl==Na++Cl-。(2)醋酸和一水合氨的電離方程式分別為CH3COOHCH3COO-+H+,NH3·H2ON+OH-。4.溶劑化作用(1)溶劑化作用是指溶質(zhì)分子或離子與溶劑分子相互吸引的作用。(2)電解質(zhì)溶于水后的存在形態(tài):由于溶劑化作用,電解質(zhì)溶于水后以“水合離子”或“水合分子”的形態(tài)存在。【微思考3】導(dǎo)電能力強(qiáng)的電解質(zhì)溶液中的溶質(zhì)一定是強(qiáng)電解質(zhì)嗎?提示

不一定。電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力與電解質(zhì)的強(qiáng)弱沒有必然聯(lián)系,溶液的導(dǎo)電能力主要取決于離子的濃度及離子所帶電荷總數(shù)。如果強(qiáng)電解質(zhì)溶液的濃度很小,而弱電解質(zhì)溶液的濃度很大,則弱電解質(zhì)溶液中自由移動離子的濃度相對于強(qiáng)電解質(zhì)溶液中的可能更大,其導(dǎo)電能力就可能比強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng)。自我檢測判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)25℃時,0.1mol·L-1的NaOH溶液中KW=1×10-13mol2·L-2。(

)(2)某溫度下,純水中的c平(H+)=2×10-7mol·L-1,則c平(OH-)=。(

)(3)25℃時,0.01mol·L-1的鹽酸中,c平(OH-)=1.0×10-12mol·L-1。(

)(4)強(qiáng)電解質(zhì)都是可溶性化合物,弱電解質(zhì)都是難溶性化合物。(

)(5)強(qiáng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力強(qiáng),弱電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電能力弱。(

)××√×(6)一定溫度下,向純水中加入NaOH,由于NaOH電離出的OH-抑制H2O的電離,故KW減小。(

)(7)純水加熱時,c平(H+)和c平(OH-)均增大。(

)××√重難探究?能力素養(yǎng)全提升探究一外界條件對水電離平衡的影響問題探究Mg與滴有酚酞的冷水和熱水的反應(yīng)

1.在兩支試管中你分別觀察到什么現(xiàn)象?提示

盛冷水的試管中:鎂帶表面有少量氣泡產(chǎn)生,在鎂帶周圍溶液變?yōu)闃O淺的紅色;盛熱水的試管中:鎂帶表面有大量氣泡產(chǎn)生,溶液變?yōu)榧t色。2.為什么鎂與冷水和熱水反應(yīng)的劇烈程度不同?提示由于溫度升高使水的電離平衡正向移動,H+濃度增大,所以熱水中化學(xué)反應(yīng)速率增大。歸納拓展1.影響水電離平衡的因素

影響因素水的電離平衡移動H2OH++OH-影響結(jié)果方向原因KWc平(H+)變化c平(OH-)變化c平(H+)與c平(OH-)的關(guān)系溫度升溫右移水的電離過程吸熱增大增大增大c平(H+)=c平(OH-)降溫左移減小減小減小c平(H+)=c平(OH-)外加酸堿加酸左移增大H+濃度不變增大減小c平(H+)>c平(OH-)加堿左移增大OH-濃度不變減小增大c平(H+)<c平(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平(H+)<c平(OH-)【微點撥】①水的電離平衡遵循化學(xué)平衡的一般規(guī)律,歸納為:②KW的適用范圍:不僅適用于純水,也適用于酸、堿、鹽的稀溶液。③任何水溶液中,由水電離出的OH-和H+的濃度都是相等的。2.水電離出的c水(H+)和c水(OH-)的計算(25

℃)(1)中性溶液:c平(H+)=c平(OH-)=1×10-7mol·L-1。(2)溶質(zhì)為酸的溶液:H+來源于酸和水的電離,而OH-只來源于水。c水(H+)=c平(OH-)。如0.1mol·L-1的HCl溶液中c水(H+)=c平(OH-)=1×10-13mol·L-1。(3)溶質(zhì)為堿的溶液:OH-來源于堿和水的電離,而H+只來源于水。c水(OH-)=c平(H+)。如0.1mol·L-1的NaOH溶液中c水(OH-)=c平(H+)=1×10-13mol·L-1。應(yīng)用體驗視角1水的電離平衡及KW1.水是最寶貴的資源之一。下列表述正確的是(

)A.4℃時,純水中c平(H+)=1×10-7mol·L-1B.溫度升高,純水中的c平(H+)增大,c平(OH-)減小C.水的電離程度很小,純水中主要存在形態(tài)是水分子D.在純水中加入少量硫酸,可抑制水的電離,使水的離子積減小C解析

25

℃時,純水中c平(H+)=1×10-7

mol·L-1,4

℃時,純水的電離程度減小,c平(H+)<1×10-7

mol·L-1,A錯誤;溫度升高,水的電離平衡向右移動,c平(H+)與c平(OH-)均增大,B錯誤;水是一種極弱的電解質(zhì),電離程度很小,25

℃時,純水電離出的H+濃度只有1.0×10-7

mol·L-1,所以純水中主要存在形態(tài)是水分子,C正確;水的離子積不受溶液酸堿性的影響,溫度不變,水的離子積不變,D錯誤。易錯警示

水的電離是吸熱過程,升高溫度,水的電離程度增大,KW增大,即加熱可促進(jìn)水的電離,但水電離產(chǎn)生的H+濃度和OH-濃度一定相等;酸和堿會抑制水的電離,溫度不變,KW不變。2.下列說法中正確的是(

)A.水是極弱的電解質(zhì),它能微弱電離出H+,所以嚴(yán)格地說純水呈微酸性B.向水中加入稀氨水,水的電離平衡逆向移動,c平(OH-)降低C.25℃純水中c平(OH-)·c平(H+)=KW,稀酸、稀堿溶液中KW=c平(OH-)·c平(H+)≠10-14mol2·L-2D.H2O

H++OH-是吸熱過程,所以溫度升高,平衡向電離方向移動,KW隨之增大D解析

水是極弱的電解質(zhì),它能微弱電離出等量的H+和OH-,故純水呈中性,A項錯誤;向水中加入稀氨水,一水合氨能電離出

和OH-,則溶液中c平(OH-)增大,B項錯誤;25

℃時,純水中c平(OH-)·c平(H+)=KW=10-14

mol2·L-2,KW只與溫度有關(guān),溫度不變,KW不變,故稀酸、稀堿溶液中KW=c平(OH-)·c平(H+)=10-14

mol2·L-2,C項錯誤;水的電離是吸熱過程,溫度升高,平衡向電離方向移動,H+和OH-濃度增大,故KW增大,D項正確。3.25℃時,在0.1mol·L-1CH3COOH溶液中,水的離子積常數(shù)是(

)A.1.0×10-14mol2·L-2B.1.0×10-13mol2·L-2C.1.32×10-14mol2·L-2D.1.32×10-15mol2·L-2A解析

水的離子積只與溫度有關(guān),與溶液的酸、堿性無關(guān)。25

℃時,水的離子積常數(shù)KW=1.0×10-14

mol2·L-2。視角2影響水的電離平衡的因素4.水的電離平衡曲線如圖所示,下列說法不正確的是(

)A.A、C兩點可能為純水B.從A點到C點,可采用的方法:升高溫度,同時在水中加入少量氯化鈉固體C.從C點到D點,可采用的方法:降低溫度,同時在水中加入少量硫酸氫鈉固體D.從A點到D點,可采用的方法:溫度不變,同時在水中加入少量堿D解析

A、C兩點c平(OH-)=c平(H+),所以A、C兩點可能為純水,A項正確;從A點到C點,可采用的方法是升高溫度,同時在水中加入少量氯化鈉固體,氯化鈉不影響溶液的酸堿性,B項正確;從C點到D點,可采用的方法是降低溫度到A點,KW減小,然后在水中加入少量硫酸氫鈉固體,NaHSO4為強(qiáng)電解質(zhì),其電離方程式為NaHSO4═H++Na++

,c平(H+)增大,從而可由A點到D點,C項正確;在A點,溫度不變,在水中加入少量堿,c平(OH-)增大,c平(H+)減小,不能到D點,故D項錯誤?！咀兪皆O(shè)問】(1)根據(jù)圖像計算T

℃時水的離子積常數(shù)。(2)A、B、C三點對應(yīng)水的電離度由大到小的順序為

。

提示

KW=10-6

mol·L-1×10-6

mol·L-1=10-12

mol2·L-2。

提示

B>C>A5.常溫下,某溶液中由水電離出的c水(H+)=1.0×10-13mol·L-1,該溶液可能是(

)A.二氧化硫水溶液B.氯化鈉水溶液C.硝酸鈉水溶液D.硫酸鈉水溶液A6.能影響水的電離平衡,并使溶液中的c平(H+)>c平(OH-)的操作是(

)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CO2氣體D.向水中加食鹽晶體C視角3水的電離平衡的計算7.(1)向水中加入0.1mol·L-1的鹽酸,水的電離平衡向

方向移動。

(2)25℃時,0.01mol·L-1的鹽酸中,c平(H+)=

mol·L-1,c平(OH-)=

mol·L-1,水電離出來的c水(H+)=

mol·L-1。

逆

解析

向水中加酸會抑制水的電離。

0.011.0×10-121.0×10-12解析

加入鹽酸,抑制水的電離,水電離出的H+可忽略不計,溶液中c平(H+)=0.01

mol·L-1,溶液中的c平(OH-)=

=1.0×10-12

mol·L-1,水電離出來的c水(H+)=c平(OH-)=1.0×10-12

mol·L-1。(3)某溫度下測得純水中c平(H+)=2×10-7mol·L-1,則此時c平(OH-)=

;該溫度下向純水中加鹽酸使c平(H+)=5×10-6mol·L-1,則此時c平(OH-)=

。

2×10-7

mol·L-18×10-9

mol·L-1解析

純水中c平(H+)=c平(OH-),則c平(OH-)=2×10-7

mol·L-1,則該溫度下KW=4×10-14

mol2·L-2,加入鹽酸后,c平(OH-)=

mol·L-1=8×10-9

mol·L-1。8.25℃時,把1mL0.1mol·L-1的稀硫酸加水稀釋至溶液體積變?yōu)?L,在此溶液中,由水電離產(chǎn)生的H+的濃度接近于(

)A.1×10-4mol·L-1B.1×10-8mol·L-1C.1×10-11mol·L-1D.1×10-10mol·L-1D歸納總結(jié)

計算酸堿溶液中由水電離產(chǎn)生的H+或OH-濃度的方法(1)酸溶液中H+主要來自酸的電離,因此可根據(jù)溶液中c平(H+)和KW計算溶液中的c平(OH-),由水電離產(chǎn)生的H+或OH-的濃度等于溶液中的c平(OH-)。(2)堿溶液中OH-主要來自堿的電離,因此根據(jù)溶液中c平(OH-)和KW計算溶液中的c平(H+),由水電離產(chǎn)生的H+或OH-濃度等于溶液中的c平(H+)。探究二電解質(zhì)的分類與電離問題探究強(qiáng)弱電解質(zhì)導(dǎo)電性實驗

上述裝置①~④中分別盛有濃度均為0.1mol·L-1的NaOH溶液、氨水、HCl溶液、CH3COOH溶液,⑤中盛有1mol·L-1的NaOH溶液。1.根據(jù)①~④燈泡的明亮程度你能對電解質(zhì)進(jìn)行分類嗎?依據(jù)是什么?提示能。依據(jù)電解質(zhì)在水溶液中是否完全電離可分為強(qiáng)電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。2.對比①、⑤燈泡的明亮程度,你認(rèn)為電解質(zhì)溶液導(dǎo)電能力與什么因素有關(guān)?提示與電解質(zhì)溶液中離子的濃度有關(guān)。歸納拓展1.強(qiáng)電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較

類別強(qiáng)電解質(zhì)弱電解質(zhì)電離程度完全電離部分電離化學(xué)鍵類型離子鍵、共價鍵共價鍵電離過程不可逆,用“═”表示可逆,用“”表示溶液中的存在形式水合離子分子、水合離子實例絕大多數(shù)的鹽(包括難溶性鹽);強(qiáng)酸:H2SO4、HCl、HClO4、HBr、HI等;強(qiáng)堿:Ba(OH)2、Ca(OH)2、NaOH、KOH等弱酸:H2CO3、CH3COOH、H2S、HF、HClO等;弱堿:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等水及極少數(shù)鹽等應(yīng)用體驗視角1電解質(zhì)的分類1.下列各組物質(zhì)中都是弱電解質(zhì)的是(

)A.NH4Cl、HCl、CaCO3B.HF、NH3·H2O、H2SC.NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2D.HClO、NH4F、Na2SO3B解析

NH4Cl、HCl、CaCO3均為強(qiáng)電解質(zhì),故A不符合題意;HF、NH3·H2O、H2S均為弱電解質(zhì),故B符合題意;NaOH、Ca(OH)2、Ba(OH)2都是強(qiáng)堿,是強(qiáng)電解質(zhì),故C不符合題意;HClO是弱電解質(zhì),NH4F、Na2SO3是強(qiáng)電解質(zhì),故D不符合題意。2.現(xiàn)有以下物質(zhì):a.NaCl晶體b.液態(tài)SO2

c.液態(tài)醋酸d.汞e