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(共25張PPT)
第二節(jié) 水的電離和溶液的pH
第1課時 水的電離
引入
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(如圖3-5)，還是部分以離子形式存在呢 怎樣驗(yàn)證你的猜想？
觀察現(xiàn)象：
(1)靈敏電流表指針_______，
(2)燈泡_______。
轉(zhuǎn)動
不亮
結(jié)論：
水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離。
【活動1】利用靈敏電流表測定純水的導(dǎo)電性
一、 水的電離
精確的導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)表明，純水大部分以H2O的形式存在，但其中也存在著極少量的H3O+（水合氫離子）和OH-。這表明水是一種極弱的電解質(zhì):
1、水的電離
25°C 1L水只有10-7 mol H2O發(fā)生電離
H2O＋ H2O H3O＋ ＋OH－
簡寫為：
H2O H＋ ＋OH－
H+為 裸質(zhì)子，不穩(wěn)定，與水結(jié)合，形成H3O+，即水合氫離子
一、 水的電離
（1）定義：當(dāng)水的電離達(dá)到平衡時,溶液中的c(H+)總和c(OH-) 總乘積是一個常數(shù),叫做水的離子積常數(shù),記作 KW。
（2）表達(dá)式：KW = K水電離·c(H2O) = c(H+)總·c(OH-) 總
注意：
因純水中：水電離出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1。
1. 25 ℃， 純水中 KW=c(H+)總·c(OH-)總 =10－14，
2. KW不僅適用于純水，也適用于任何稀的電解質(zhì)水溶液。
2、水的離子積常數(shù)KW
【思考】如何衡量水的電離程度？
K電離＝
c(H+) ×c(OH-）
c(H2O)
（4）影響因素：
Kw只受溫度影響。溫度升高，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大。
注意：
25℃， Kw = 1×10-14； 100℃， Kw = 55×10-14 ≈ 1.0×10-12
T/℃ 0 10 20 25 40 50 100
Kw/ 10-14 0.114 0.292 0.681 1.00 2.92 5.47 55.0
【思考】分析表格中的數(shù)據(jù)，有何規(guī)律，得出什么結(jié)論？并解釋？
2、水的離子積常數(shù)KW
水的電離方程式為：H2O H+ + OH-， H >0 。
條 件 移動方向 c(H+) c（OH-） 電離度α Kw
升 溫
加入Na(s)
通入HCl
加 NaOH
加FeCl3(s)
加入NH4Cl(s)
3、水的電離平衡的影響因素
右移 增大 增大 增大 增大
右移 減小 增大 增大 不變
左移 增大 減小 減小 不變
左移 減小 增大 減小 不變
右移 增大 減小 增大 不變
右移 增大 減小 增大 不變
結(jié)論：
1. 加熱 或 加入活潑金屬 或 加入含弱離子的鹽能促進(jìn)水的電離；
2. 加酸 或 加堿 能抑制水的電離。
1.在常溫下，某溶液中，由水電離產(chǎn)生的c(H+) =1×10-9 mol/L，
則該溶液的酸堿性如何？
學(xué) 與 問
答：該溶液水的電離受到了抑制，可能是酸性也可能是堿性
2.在常溫下，某溶液中，由水電離產(chǎn)生的c(0H-) =1×10-3 mol/L，
則該溶液可能是加入了哪些試劑？
答：該溶液水的電離受到了促進(jìn)，可能是加入了活潑金屬，
或加入了含弱離子的鹽，消耗了水電離出的 c(H+)或c(0H-)
促進(jìn)了水的電離。
【練習(xí)1】在25 ℃時，水的離子積Kw＝1.0×10－14；在35 ℃時，水的離子積Kw＝2.1×10－14則下列敘述正確的是（ ）
A. c(H＋)隨著溫度的升高而降低
B. 35 ℃時，c(H＋)>c(OH－)
C. 35 ℃時的水比25 ℃時的水電離程度小
D. 升高溫度，水的電離程度增大，純水仍顯中性
解析：由題中條件可以看出，溫度升高時，Kw增大。25 ℃時，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1；35 ℃時，c(H＋)＝c(OH－)≈1.45×10－7 mol·L－1。溫度升高，c(H＋) 和c(OH－) 都增大，且始終相等，水的電離程度也增大，因溫度升高平衡向正反應(yīng)方向移動，故水的電離為吸熱過程。
D
跟蹤訓(xùn)練
1. 某溫度時，水溶液中Kw＝4.0×10－14，那么該溫度比常溫(25 ℃)高還是低？該溫度下純水中c(H＋)是多少？
【深度思考】
提示：因此時水的離子積大于常溫時水的離子積，故溫度高于25 ℃，此時c(H＋)＝2×10－7mol·L－1。
2.水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)·c(OH－)，溶液中H＋和OH－一定是水電離出來的嗎？
提示：不一定。c(H＋)和c(OH－)均指溶液中H＋或OH－的總濃度，如鹽酸中的H＋包括HCl和H2O電離產(chǎn)生的H＋，即c(H＋)＝c酸(H＋)＋c水(H＋)，而OH－全部來自水的電離。
一、 水的電離
【例1】常溫下， 0. 1 mol·L－1的鹽酸溶液中c(H+)、c(OH-)的來源 具體數(shù)值？由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH-)是多少？
二、水電離出的c(H＋)或者c(OH-)的計算
c(H+)=_______________，來源于_________________　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
c(OH-)=_______________,來源于_________________
KW=_______________。
由水電離出的c(OH-)水=_______________，
c(H+)水=_______________。
0.1 mol/L
酸的電離和水的電離
1.0×10-13 mol/L
水的電離
1.0×10-14
1.0×10-13 mol/L
1.0×10-13 mol/L
【例2】常溫下，濃度為0.01 mol·L－1的NaOH溶液中，c(H+)、c(OH-)的來源 由水電離產(chǎn)生的c水(H+)與c水(OH-)是多少？
【解析】
0.01 mol·L－1NaOH溶液中c(OH－)＝0.01 mol·L－1 (NaOH電離產(chǎn)生)。
根據(jù)25 ℃時水的離子積Kw＝1.0×10－14，
可得c堿(OH－)·c水(H＋)＝1.0×10－14，
解得c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1。
在任何水溶液中，c(H＋)、 c(OH－) 可能不同，但是任何水溶液中水電離的c水電離(H＋)、 c水電離(OH－) 總是相等。
規(guī)律小結(jié)
任何水溶液中都存在：Kw＝c(H＋)總 . c(OH－)總，
Kw只受溫度影響，溫度升高，Kw增大。
(1)曲線上的任意點(diǎn)(如a，b，c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，溫度 。
(2)曲線外的任意點(diǎn)(如d)與曲線上任意點(diǎn)的Kw ，溫度 。
相同
相同
相同
(3)實(shí)現(xiàn)曲線上點(diǎn)之間的轉(zhuǎn)化需保持溫度不變，改變 ；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 。
不同
不同
酸堿性
溫度
三、Kw的應(yīng)用
1、水的電離平衡曲線的理解與識別
(1)A點(diǎn)水的離子積為________,
E點(diǎn)水的離子積為________。
造成A、E點(diǎn)水的離子積變化的原因是：______。
1×10-14　
1×10-12　
水的電離要吸熱,溫度升高,水的電離程度增大,即離子積增大
(2)25℃時,若向溶液中滴加鹽酸,
能否使體系處于A點(diǎn)位置 為什么
____________________________________________。
(3)100 ℃時,若鹽酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,則由水電離產(chǎn)生的c(H+)=________。
否,在鹽酸中c(H+)≠c(OH-),所以不可能處于A點(diǎn)
2×10-9 mol·L-1
(4)圖中五點(diǎn)Kw間的大小關(guān)系:
【例題】在水的電離平衡中,c(H+)和c(OH-)的關(guān)系如圖所示:
E>D>A=B=C
三、Kw的應(yīng)用
1.常溫下，下列各溶液中水的電離度最大的是（ ）
A PH=1的硫酸溶液
B c(H+)=1×10-10 mol/L的純堿溶液
C 0.01mol/L的燒堿溶液
D c(H+)=1×10-5 mol/L的硫酸銨溶液
B
鞏固練習(xí)
判斷水電離的影響因素：
【酸堿抑制鹽熱促進(jìn)】
水電離的計算：
【酸堿取小鹽取大】
鞏固練習(xí)
2.（1）常溫下，濃度為1×10-5 mol/L的鹽酸溶液中，
由水電離產(chǎn)生的c(H+)是多少？
解：
酸溶液中Kw =
c(H+)酸 · c(OH-) 水
c(OH-)水 =
c(H+)水 =
Kw
c(H+)酸
= 1×10-9 mol/L
=
1×10-14
1×10-5 mol/L
（2）常溫下，濃度為1×10-5 mol/L的NaOH溶液中，
由水電離產(chǎn)生的c(OH-)是多少？
解：
堿溶液中Kw =
c (H+)水 · c(OH-)堿
c(OH-)水 =
c(H+)水 =
Kw
c(OH-)堿
=
1×10-14
1×10-5 mol/L
= 1×10-9 mol/L
在常溫下，由水電離產(chǎn)生的c(H+) =1×10-9 mol/L
的溶液，則該溶液的酸堿性如何？
答：可能是酸性也可能是堿性
2．常溫下，下列三種溶液中，由水電離出的氫離子濃度之比為(　　)
①1 mol·L－1的鹽酸　②0.1 mol·L－1的鹽酸　③0.01 mol·L－1的NaOH
A．1∶10∶100 　　　　 B．0∶1∶12
C．14∶13∶12 D．14∶13∶2
解析：
①1 mol·L－1鹽酸中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水電離出的c水(H＋)＝10－14 mol·L－1。
②0.1 mol·L－1鹽酸中c(H＋)＝0.1 mol·L－1，由水電離出的c(H＋)水＝10－13 mol·L－1，
③0.01 mol·L－1 NaOH溶液中，c(OH－) ＝0.01 mol·L－1，由水電離出的c(H＋)水＝10－12 mol·L－1，
則三者由水電離出的氫離子濃度之比為10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。
答案：A
(1)升高溫度，水的電離平衡右移，溶液中的c(H＋)和c(OH－)均增大，但Kw不變。(　　)
(2)25 ℃時，水的離子積Kw＝1.0×10－14，35 ℃時水的離子積Kw＝2.1×10－14，則35 ℃時純水中的c(H＋)>c(OH－)。(　　)
(3)任何水溶液中均存在H+和OH-,且水電離出的c(H+)和c(OH-)相等。 (　　)
(4)向水中加入酸抑制水的電離，向水中加入堿促進(jìn)水的電離。(　　)
1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)
×
×
√
×
2．在氨水中存在的粒子有 ；
在氯水中存在的粒子有 。
NH3、NH3 H2O、H2O、OH-、NH4+、H+
Cl2、H2O、H+、OH-、ClO-、HClO、Cl-
鞏固訓(xùn)練
2、(1)常溫下，某溶液中由水電離出來的c(H＋)＝1.0×10－11 mol·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
(2)某溫度下，純水的c(H＋)＝2×10－7 mol·L－1，則此時純水的c(OH－)為__________________。若溫度不變，滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5×10－4 mol·
L－1，則溶液中c(OH－)為________________，此時溫度______(填“高于”“低于”或“等于”)25 ℃。
2×10－7 mol·L－1
8×10－11 mol·L－1
高于
3、常溫下，在由水電離產(chǎn)生的H＋濃度為1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的離子組是（ ）
① K＋、Cl－、NO3－、S2－
② K＋、Fe2＋、I－、SO42－
③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－
④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－
⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－
A．①③ B．③⑤ C．③④ D．②⑤
酸性條件不能共存
堿性條件不能共存
能共存
酸、堿性條件都不能共存
能共存
B
4．25 ℃時,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,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,c(H+)減小
D.將水加熱,KW增大,c(H+)不變
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,A項(xiàng)錯誤;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,由于金屬鈉非常活潑,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,C項(xiàng)錯誤;將水加熱,KW增大,c(H+)、c(OH-)同等倍數(shù)增大,D項(xiàng)錯誤。
√
5. 常溫下，0.1 mol·L－1的NaOH溶液中由水電離出的OH－的物質(zhì)的量濃度為(　　)
A．0.1 mol·L－1 B．1.0×10－13 mol·L－1
C．1.0×10－7 mol·L－1 D．1.0×10－6 mol·L－1
B
堿溶液中Kw =
c(H+)水 · c(OH-)堿
c(OH-)水=
c(H+)水 =
Kw
c(OH-)堿
=
1×10-14
1×10-1 mol/L
= 1×10-13 mol/L
解析:
水電離：
酸堿抑制取小值

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