資源簡介

第二節　水的電離和溶液的pH
第1課時　水的電離
[核心素養發展目標]　1.通過電離平衡理論模型認識水的電離平衡及其影響因素，知道水的離子積常數。2.能用Kw計算一定溫度、一定濃度酸堿溶液中水電離的氫離子(或氫氧根離子)濃度，建立從定量的視角分析外因對水的電離平衡影響的思維模型。
一、水的電離　水的離子積
1．水的電離
(1)水是一種極弱的電解質，能發生微弱的電離。實驗證明，常溫下1 L水大約有1.0×10－7 mol發生電離，請計算常溫下純水的電離度。
答案　1 L水中含有水的物質的量為≈55.6 mol，則水的電離度為×100%≈1.8×10－7%。
(2)水的電離為吸熱過程，自身電離示意圖如下：
電離方程式：H2O＋H2O??H3O＋ ＋OH－，
簡寫為：H2O??H＋＋OH－。
(3)水的電離平衡常數表達式：K＝，純水及稀溶液中c(H2O)視為常數，則c(H＋)·c(OH－)＝K·c(H2O)為新的常數，用Kw表示。
2．水的離子積常數
概念 當水的電離達到平衡時，電離產物H＋和OH－濃度之積是一個常數，這個常數叫做水的離子積常數，簡稱水的離子積，記作Kw
表達式 Kw＝c(H＋)·c(OH－)，25 ℃時，Kw＝1.0×10－14
影響因素 只與溫度有關，升高溫度Kw增大，與溶液的酸堿性無關
適用范圍 適用于純水和稀的電解質溶液
(1)觀察下表，填空。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
①解釋上表中Kw數值隨溫度升高而增大的原因：水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離向吸熱方向移動，因而Kw增大。
②100 ℃純水中：c(H＋)＝c(OH－)＞1.0×10－7 mol·L－1。
③某溫度下，純水中的c(H＋)＝6.1×10－7mol·L－1, 此時水中c(OH－)為6.1×10－7mol·L－1，此時水的溫度最接近90 ℃。
(2)0.1 mol·L－1HCl溶液中有OH－嗎？0.1 mol·L－1NaOH溶液中有H＋嗎？ 解釋原因。
答案　有，溶液中存在水的電離平衡：H2O??H＋＋OH－。
3．外界條件對水的電離平衡的影響
運用電離平衡理論，分析改變下列條件對水電離平衡的影響，并填寫下表：
改變條件 平衡移動方向 c(H＋) c(OH－) 水的電離程度 Kw
升高溫度 右移 增大 增大 增大 增大
加入HCl(g) 左移 增大 減小 減小 不變
加入NaOH(s) 左移 減小 增大 減小 不變
加入活潑金屬(如Na) 右移 減小 增大 增大 不變
加入NaHSO4(s) 左移 增大 減小 減小 不變
(1)升高溫度，水的電離程度減小(　　)
(2)向水中加入少量氨水，水的電離平衡逆向移動，c(OH－)降低(　　)
(3)常溫下，加水稀釋稀醋酸溶液，溶液中所有的離子濃度都減小(　　)
(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水電離出的H＋與OH－的濃度總是相等的(　　)
(5)室溫下，0.1 mol·L－1HCl溶液與0.1 mol·L－1NaOH溶液中水的電離程度相等(　　)
答案　(1)×　(2)×　(3)×　(4)√　(5)√
分析下列過程中H2O的電離程度的變化(25 ℃)。
(1)Zn與稀硫酸反應制H2：__________。
(2)氨水加水稀釋時：____________。
(3)向NaOH溶液中滴入鹽酸至過量：_____________________________________________。
(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反應：____________________________________________。
答案　(1)增大　(2)增大　(3)先增大后減小　(4)減小
二、水的離子積常數的應用
1．計算酸(或堿)溶液中水電離的c水(H＋)或c水(OH－)
(1)25 ℃時，0.1 mol·L－1的稀鹽酸中， 水電離的c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
(2)25 ℃時，0.01 mol·L－1的 NaOH 溶液中， 水電離的 c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
答案　(1)c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－13 mol·L－1
(2)c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1
解析　(1)溶液中H＋的總濃度為c(H＋)＝c水(H＋)＋cHCl(H＋)，由于酸溶液中水電離的H＋濃度很小可忽略，溶液中H＋的總濃度為c(H＋) ≈c(HCl)＝ 0.1 mol·L－1，c(OH－)＝＝ mol·L－1＝1.0×10－13mol·L－1，酸溶液中的OH－全部由水電離產生。c水(OH－)＝c水(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，酸電離的H＋抑制水的電離。
(2)0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)≈c(NaOH)＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1.0×10－12mol·L－1，堿溶液中的H＋全部由水電離產生。c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1，堿電離的OH－抑制水的電離。
酸或堿溶液中c水(H＋)、c水(OH－)的計算方法
(1)在酸或堿溶液中水的電離雖然受到抑制，但c水(H＋)＝c水(OH－)。
(2)酸溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的H＋的濃度)，酸電離的H＋濃度認為是溶液中總c(H＋)。
(3)堿溶液中c水(OH－)＝c水(H＋)＝(忽略水電離出的OH－的濃度)，堿電離的OH－濃度認為是溶液中總c(OH－)。
2．水的電離平衡曲線的理解與識別
某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖所示。
(1)曲線上的任意點(如a、b、c)的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，溫度相同。
(2)曲線外的任意點(如d)與曲線上任意點的Kw不同，溫度不同。
(3)實現曲線上點之間的轉化需保持溫度不變，改變酸堿性；實現曲線上點與曲線外點之間的轉化一定改變溫度。
1．25 ℃時，在0.01 mol·L－1硫酸溶液中，水電離出的H＋濃度是(　　)
A．0.02 mol·L－1 B．5×10－13 mol·L－1
C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－12 mol·L－1
答案　B
解析　H2SO4電離出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水電離產生的，則水電離產生的c水(H＋)＝c水(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。
2．某溫度時，水溶液中Kw＝4×10－14。則
(1)該溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)室溫(25 ℃)，該溫度下純水中c(H＋) ＝ ____________ mol·L－1。
答案　高于　2×10－7
(2)若溫度不變， 滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)＝ __________ mol·L－1，水電離的c水(H＋)＝__________ mol·L－1。
答案　8.0×10－9　8.0×10－9
3．在不同溫度下的水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關系如圖所示。請回答下列問題：
(1)曲線Ⅰ代表的溫度下，水的離子積為________，曲線Ⅰ所代表的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲線Ⅱ所代表的溫度。你判斷的依據是_____________________
________________________________________________________________________。
(2)曲線Ⅰ所代表的溫度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)為________ mol·L－1。
答案　(1)1×10－12　高于　曲線Ⅱ所代表的水的離子積比曲線Ⅰ的小，由于水的電離是吸熱過程，溫度越高，水的離子積越大，故曲線Ⅱ代表的溫度低　(2)10－10
(選擇題1～10題，每小題4分，11～13題，每小題6分，共58分)
題組一　水的電離與Kw
1．下列說法正確的是(　　)
A．水的電離方程式：H2O===H＋＋OH－
B．升高溫度，水的電離程度增大
C．在NaOH溶液中沒有H＋
D．在鹽酸中沒有OH－
答案　B
解析　水是弱電解質，只有少部分電離，應用“??”表示，A錯誤；水的電離是吸熱的，所以升高溫度，電離程度增大，B正確；在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在鹽酸中c(OH－)2．下列說法正確的是(　　)
A．水的離子積Kw隨溫度的改變而變化
B．25 ℃時，只有在純水中，才有Kw＝1×10－14
C．任何溫度下，在酸、堿、鹽的稀溶液中，都有Kw＝1×10－14
D．NaCl溶液中既無OH－也無H＋
答案　A
3．25 ℃時，純水的Kw＝1×10－14,100 ℃時，純水的Kw＝1×10－12，這說明(　　)
A．100 ℃時水的電離常數較小
B．前者c(H＋)比后者大
C．水的電離是一個吸熱過程
D．Kw和溫度無直接關系
答案　C
解析　由題意知，溫度升高Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)增大，說明H2O??H＋＋OH－向右移動，水的電離是吸熱過程。
題組二　影響水的電離平衡的因素
4．在100 ℃時，100 mL蒸餾水中c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，當改變下列條件之一時，c(OH－)仍然等于1×10－6 mol·L－1的是(　　)
①溫度降低到25 ℃
②加入10－6 mol燒堿固體，保持100 ℃
③加入10－6 mol氯化鈉，保持100 ℃
④蒸發掉50 mL水，保持100 ℃
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
答案　B
解析　c(OH－)不變，Kw不變，表明溫度不變(100 ℃)，且無酸、堿加入。
5．某溫度下，向c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液中c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1。下列對該溶液的敘述不正確的是(　　)
A．該溫度高于25 ℃
B．由水電離出來的H＋的濃度為1×10－11 mol·L－1
C．加入NaHSO4晶體抑制水的電離
D．取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH－)增大
答案　B
解析　c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，說明水的電離得到促進，故T＞25 ℃，A項正確；c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，水的離子積常數為1×10－12，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，當c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1時，c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，故由水電離出來的c(H＋)＝1×10－9 mol·L－1，B項錯誤；NaHSO4電離生成的氫離子對水的電離起抑制作用，水的電離程度減小，C項正確；溫度不變時，Kw不變，加水稀釋，c(H＋)減小，Kw＝c(H＋)·c(OH－)不變，所以c(OH－)增大，D項正確。
6．下列微粒中能使水的電離平衡向左移動且溶液中的c(H＋)增大的是(　　)
A．HSO B．Cl－
C．Na＋ D．
答案　A
解析　A項，HSO電離出H＋使溶液顯酸性，抑制水的電離；B項中Cl－、C項中Na＋對水的電離均無影響；D項為OH－，抑制水的電離，使溶液中的c(H＋)減小。
7．(2023·河北大名一中月考)25 ℃時，水的電離達到平衡：H2O??H＋＋OH－，下列敘述正確的是(　　)
A．將純水加熱到95 ℃時，Kw變大，c(H＋)減小
B．25 ℃時，向純水中加入稀氨水，水的電離平衡逆向移動，c(OH－)增大，Kw變小
C．保持溫度不變，向純水中加入少量NaOH固體，c(OH－)增大，Kw不變
D．向純水中加入鹽酸，可抑制水的電離；加入醋酸，可促進水的電離
答案　C
解析　向純水中加入稀氨水，溫度不變，Kw不變，B錯誤；向純水中加入少量NaOH固體，c(OH－)增大，抑制水的電離，溫度不變，Kw不變，C正確；強酸、弱酸均抑制水的電離，D錯誤。
題組三　水的離子積常數的應用
8．313 K時，Kw＝3.0×10－14，則在313 K時，c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1的溶液(　　)
A．呈酸性 B．呈中性
C．呈堿性 D．無法判斷
答案　C
解析　c(OH－)＝＝＝3.0×10－7, c(H＋)9．某溫度下，水溶液中的c(H＋)＝10x mol·L－1，c(OH－)＝10y mol·L－1。x與y的關系如圖所示。該溫度下0.01 mol·L－1 NaOH溶液的c(H＋)為(　　)
A．10－10 mol·L－1 B．10－11 mol·L－1
C．10－12 mol·L－1 D．10－13 mol·L－1
答案　D
解析　由圖可知，當x＝－5時，y＝－10，故Kw＝10－5×10－10＝10－15。0.01 mol·L－1 NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 mol·L－1，故c(H＋)＝＝mol·L－1＝10－13 mol·L－1。
10．25 ℃時，在等體積的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液；②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液；③1 mol·L－1的NaCl溶液；④純水中，由水電離出的H＋的物質的量之比是(　　)
A．1∶10∶107∶107
B．107∶107∶1∶1
C．107∶106∶2∶2
D．107∶106∶(2×107)∶2
答案　A
解析　25 ℃時，0.5 mol·L－1的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水電離出的c水(H＋)＝10－14 mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，由水電離出的c水(H＋)＝10－13 mol·L－1；NaCl溶液和純水中由水電離出的c水(H＋)均為10－7 mol·L－1。則等體積的上述四種溶液中由水電離出的n(H＋)(即發生電離的水的物質的量)之比為10－14∶10－13∶10－7∶10－7＝1∶10∶107∶107。
11．一定溫度下，用水稀釋0.1 mol·L－1的一元弱酸HA溶液，隨著稀釋的進行，下列一定增大的是(　　)
A．Kw B. C. D．c(OH－)
答案　D
解析　溫度不變，Kw不變，A項不符合題意；根據Ka＝，推出＝＝減小，B、C項不符合題意；加水稀釋時HA的電離程度增大，但是c(H＋)減小，由Kw不變可知c(OH－)增大，D項符合題意。
12．在－50 ℃時液氨存在著以下平衡：2NH3??NH＋NH。平衡時，陰、陽離子的濃度均為1×10－15 mol·L－1。液氨與金屬鈉會發生反應：2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑。下列有關液氨的敘述正確的是(　　)
A．－50 ℃時，其離子積為1×10－15
B．－50 ℃時，其離子積為1×10－30
C．－50 ℃時，在液氨中加入少量NaNH2并溶解后，液氨的離子積將變大
D．－50 ℃時，在液氨中加入少量金屬鈉并溶解后，液氨中的c(NH)減小
答案　B
解析　－50 ℃時，液氨中c(NH)＝c(NH)＝1×10－15 mol·L－1，故液氨的離子積為1×10－15×1×10－15＝1×10－30，A錯誤、B正確；溫度不變時，液氨的離子積不變，C錯誤；液氨與金屬鈉發生反應：2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，c(NH)增大，D錯誤。
13.如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關系，下列判斷錯誤的是(　　)
A．兩條曲線間任意點均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B．M區域內(不包括邊界)任意點均有c(H＋)C．圖中T1D．XZ線上任意點的c(H＋)都相等
答案　D
解析　只要在水溶液中，都會有c(H＋)·c(OH－)＝Kw, A正確；在X、Z連線的左上方M區域(不包括邊界)，c(H＋)14．(30分)某學生為探究Kw的影響因素，做了以下實驗。
(1)查閱資料，不同溫度下水的離子積常數如表所示。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
由此推出：隨著溫度的升高，Kw________(填“增大”或“減小”，下同)，水的電離程度________；水的電離平衡向________(填“左”或“右”)移動，水的電離是________(填“吸熱”或“放熱”)過程。
(2)取三只燒杯A、B、C，分別加入適量水，再向B、C燒杯中分別加入少量鹽酸和NaOH溶液，分析并填寫下表。
A(純水) B(加少量鹽酸) C(加少量NaOH溶液)
c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(OH－) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(H＋)和c(OH－)大小比較 c(H＋)＝c(OH－) c(H＋)______c(OH－) c(H＋)____ c(OH－)
水的電離平衡移動方向 －
Kw 1.0×10－14
綜上所述，可得出如下結論：
①溫度、______、______均能影響水的電離平衡。
②Kw只受________的影響，而與其他因素無關。
答案　(1)增大　增大　右　吸熱　(2)減小　減小　>　<　向左　向左　1.0×10－14　1.0×10－14　①酸　堿　②溫度
解析　水的電離是吸熱的，升高溫度，Kw增大，向水中加入酸或堿時，c(H＋)或c(OH－)增大，抑制水的電離，但溶液中只要溫度不變，Kw不變。
15.(12分)在水的電離平衡中，c(H＋)和c(OH－)的關系如圖所示。
(1)A點水的離子積為1.0×10－14，B點水的離子積為__________。造成水的離子積變化的原因是
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________。
(2)下列說法正確的是________(填字母)。
a．圖中A、B、D三點處Kw的大小關系：B>A>D
b．AB線上任意點的溶液中c(H＋)＝c(OH－)
c．圖中溫度T1>T2
(3)T2時，若向純水中滴加鹽酸，能否使體系處于B點位置？為什么？______________。
(4)T2時，若鹽酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，則由水電離產生的c(H＋)＝________________。
(5)若從A點到D點，可采用的措施是____(填字母)。
a．升溫 b．加入少量的鹽酸
c．降溫 d．加入少量的NaOH
答案　(1)1.0×10－12　水的電離是吸熱過程，溫度升高，水的電離程度增大，即水的離子積增大　(2)b　(3)否，加入鹽酸，c(H＋)＞c(OH－)，所以體系不可能處于B點位置　(4)2×10－9 mol·L－1　(5)b第二節　水的電離和溶液的pH
第1課時　水的電離
[核心素養發展目標]　1.通過電離平衡理論模型認識水的電離平衡及其影響因素，知道水的離子積常數。2.能用Kw計算一定溫度、一定濃度酸堿溶液中水電離的氫離子(或氫氧根離子)濃度，建立從定量的視角分析外因對水的電離平衡影響的思維模型。
一、水的電離　水的離子積
1．水的電離
(1)水是一種______________________，能發生____________。實驗證明，常溫下1 L水大約有1.0×10－7 mol發生電離，請計算常溫下純水的電離度。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
(2)水的電離為________過程，自身電離示意圖如下：
電離方程式：________________________________________________________________，
簡寫為：____________________________________________________________________。
(3)水的電離平衡常數表達式：______________________________，純水及稀溶液中c(H2O)視為常數，則c(H＋)·c(OH－)＝K·c(H2O)為新的常數，用Kw表示。
2．水的離子積常數
概念 當水的電離達到平衡時，____________________________________是一個常數，這個常數叫做水的離子積常數，簡稱______________，記作Kw
表達式 __________________，25 ℃時，Kw＝________
影響 因素 只與________有關，升高溫度Kw________，與溶液的酸堿性________
適用 范圍 適用于________和稀的______________________________________________
(1)觀察下表，填空。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
①解釋上表中Kw數值隨溫度升高而增大的原因：_____________________________
________________________________________________________________________。
②100 ℃純水中：c(H＋)____c(OH－)____1.0×10－7 mol·L－1。
③某溫度下，純水中的c(H＋)＝6.1×10－7mol·L－1, 此時水中c(OH－)為______mol·L－1，此時水的溫度最接近______ ℃。
(2)0.1 mol·L－1HCl溶液中有OH－嗎？0.1 mol·L－1NaOH溶液中有H＋嗎？ 解釋原因。
______________________________________________________________________________
______________________________________________________________________________
3．外界條件對水的電離平衡的影響
運用電離平衡理論，分析改變下列條件對水電離平衡的影響，并填寫下表：
改變條件 平衡移動方向 c(H＋) c(OH－) 水的電離程度 Kw
升高溫度
加入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入活潑金屬(如Na)
加入NaHSO4(s)
(1)升高溫度，水的電離程度減小(　　)
(2)向水中加入少量氨水，水的電離平衡逆向移動，c(OH－)降低(　　)
(3)常溫下，加水稀釋稀醋酸溶液，溶液中所有的離子濃度都減小(　　)
(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水電離出的H＋與OH－的濃度總是相等的(　　)
(5)室溫下，0.1 mol·L－1HCl溶液與0.1 mol·L－1NaOH溶液中水的電離程度相等(　　)
分析下列過程中H2O的電離程度的變化(25 ℃)。
(1)Zn與稀硫酸反應制H2：__________。
(2)氨水加水稀釋時：____________。
(3)向NaOH溶液中滴入鹽酸至過量：_______________________________。
(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反應：____________。
二、水的離子積常數的應用
1．計算酸(或堿)溶液中水電離的c水(H＋)或c水(OH－)
(1)25 ℃時，0.1 mol·L－1的稀鹽酸中， 水電離的c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
(2)25 ℃時，0.01 mol·L－1的 NaOH 溶液中， 水電離的 c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
酸或堿溶液中c水(H＋)、c水(OH－)的計算方法
(1)在酸或堿溶液中水的電離雖然受到抑制，但c水(H＋)＝c水(OH－)。
(2)酸溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝(忽略水電離出的H＋的濃度)，酸電離的H＋濃度認為是溶液中總c(H＋)。
(3)堿溶液中c水(OH－)＝c水(H＋)＝(忽略水電離出的OH－的濃度)，堿電離的OH－濃度認為是溶液中總c(OH－)。
2．水的電離平衡曲線的理解與識別
某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖所示。
(1)曲線上的任意點(如a、b、c)的Kw都________，即c(H＋)·c(OH－)________，溫度________。
(2)曲線外的任意點(如d)與曲線上任意點的Kw________，溫度________。
(3)實現曲線上點之間的轉化需保持溫度不變，改變________；實現曲線上點與曲線外點之間的轉化一定改變________。
1．25 ℃時，在0.01 mol·L－1硫酸溶液中，水電離出的H＋濃度是(　　)
A．0.02 mol·L－1 B．5×10－13 mol·L－1
C．1×10－7 mol·L－1 D．1×10－12 mol·L－1
2．某溫度時，水溶液中Kw＝4×10－14。則
(1)該溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)室溫(25 ℃)，該溫度下純水中c(H＋) ＝ ____________ mol·L－1。
(2)若溫度不變， 滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)＝ ________ mol·L－1，水電離的c水(H＋)＝________ mol·L－1。
3．在不同溫度下的水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關系如圖所示。請回答下列問題：
(1)曲線Ⅰ代表的溫度下，水的離子積為________，曲線Ⅰ所代表的溫度________(填“高于”“低于”或“等于”)曲線 Ⅱ 所代表的溫度。你判斷的依據是___________________。
(2)曲線Ⅰ所代表的溫度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)為____ mol·L－1。(共50張PPT)
第三章　第二節
第1課時　水的電離
1.通過電離平衡理論模型認識水的電離平衡及其影響因素，知道水的離子積常數。
2.能用Kw計算一定溫度、一定濃度酸堿溶液中水電離的氫離子(或氫氧根離子)濃
度，建立從定量的視角分析外因對水的電離平衡影響的思維模型。
核心素養
發展目標
一、水的電離　水的離子積
二、水的離子積常數的應用
課時對點練
內容索引
水的電離　水的離子積
一
1.水的電離
(1)水是一種 ，能發生 。實驗證明，常溫下
1 L水大約有1.0×10－7 mol發生電離，請計算常溫下純水的電離度。
極弱的電解質
微弱的電離
(2)水的電離為 過程，自身電離示意圖如下：
電離方程式： ，
簡寫為： 。
(3)水的電離平衡常數表達式： ，純水及稀溶液中c(H2O)視為常數，則c(H＋)·c(OH－)＝K·c(H2O)為新的常數，用Kw表示。
吸熱
H2O＋H2O H3O＋ ＋OH－
H2O H＋＋OH－
2.水的離子積常數
概念 當水的電離達到平衡時，___________________________是一個常數，這個常數叫做水的離子積常數，簡稱_____
________，記作Kw
表達式 ，25 ℃時，Kw＝__________
影響因素 只與 有關，升高溫度Kw ，與溶液的酸堿性____
適用范圍 適用于 和稀的___________
電離產物H＋和OH－濃度之積
水的
離子積
Kw＝c(H＋)·c(OH－)
1.0×10－14
溫度
增大
無關
純水
電解質溶液
思考交流1
(1)觀察下表，填空。
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
①解釋上表中Kw數值隨溫度升高而增大的原因：_________________
__________________________________________________。
程，升高溫度，水的電離向吸熱方向移動，因而Kw增大
水的電離是吸熱過
思考交流1
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
②100 ℃純水中：c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7 mol·L－1。
③某溫度下，純水中的c(H＋)＝6.1×10－7mol·L－1, 此時水中c(OH－)為__________ mol·L－1，此時水的溫度最接近 ℃。
＝
＞
6.1×10－7
90
(2)0.1 mol·L－1HCl溶液中有OH－嗎？0.1 mol·L－1NaOH溶液中有H＋嗎？ 解釋原因。
答案　有，溶液中存在水的電離平衡：H2O H＋＋OH－。
思考交流1
3.外界條件對水的電離平衡的影響
運用電離平衡理論，分析改變下列條件對水電離平衡的影響，并填寫下表：
改變條件 平衡移 動方向 c(H＋) c(OH－) 水的電 離程度 Kw
升高溫度 _____ _____ _____ _____ _____
加入HCl(g) _____ _____ _____ _____ _____
右移
增大
增大
增大
增大
左移
增大
減小
減小
不變
改變條件 平衡移 動方向 c(H＋) c(OH－) 水的電 離程度 Kw
加入NaOH(s) _____ _____ _____ _____ _____
加入活潑金屬(如Na) _____ _____ _____ _____ _____
加入NaHSO4(s) _____ _____ _____ _____ _____
左移
減小
增大
減小
不變
右移
減小
增大
增大
不變
左移
增大
減小
減小
不變
(1)升高溫度，水的電離程度減小
(2)向水中加入少量氨水，水的電離平衡逆向移動，c(OH－)降低
(3)常溫下，加水稀釋稀醋酸溶液，溶液中所有的離子濃度都減小
(4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水電離出的H＋與OH－的濃度總是相等的
(5)室溫下，0.1 mol·L－1HCl溶液與0.1 mol·L－1NaOH溶液中水的電離程度相等
正誤判斷
×
×
×
√
√
思考交流2
分析下列過程中H2O的電離程度的變化(25 ℃)。
(1)Zn與稀硫酸反應制H2：______。
(2)氨水加水稀釋時：______。
(3)向NaOH溶液中滴入鹽酸至過量：_____________。
(4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反應：______。
返回
減小
增大
增大
先增大后減小
水的離子積常數的應用
二
1.計算酸(或堿)溶液中水電離的c水(H＋)或c水(OH－)
(1)25 ℃時，0.1 mol·L－1的稀鹽酸中，水電離的c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
答案　c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－13 mol·L－1
溶液中H＋的總濃度為c(H＋)＝c水(H＋)＋cHCl(H＋)，由于酸溶液中水電離的H＋濃度很小可忽略，溶液中H＋的總濃度為c(H＋) ≈c(HCl)＝ 0.1 mol·L－1，c(OH－)＝ mol·L－1＝1.0×10－13mol·L－1，酸溶液中的OH－全部由水電離產生。c水(OH－)＝c水(H＋)＝1.0×10－13 mol·L－1，酸電離的H＋抑制水的電離。
(2)25 ℃時，0.01 mol·L－1的 NaOH 溶液中，水電離的 c水(H＋)、c水(OH－)各為多少？
答案　c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1
0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)≈c(NaOH)＝0.01 mol·L－1，c(H＋)
＝ mol·L－1＝1.0×10－12mol·L－1，堿溶液中的H＋全部由水電離產生。c水(H＋)＝c水(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1，堿電
離的OH－抑制水的電離。
酸或堿溶液中c水(H＋)、c水(OH－)的計算方法
(1)在酸或堿溶液中水的電離雖然受到抑制，但c水(H＋)＝c水(OH－)。
(2)酸溶液中c水(H＋)＝c水(OH－)＝ (忽略水電離出的H＋的濃度)，酸電離的H＋濃度認為是溶液中總c(H＋)。
(3)堿溶液中c水(OH－)＝c水(H＋)＝ (忽略水電離出的OH－的濃度)，堿電離的OH－濃度認為是溶液中總c(OH－)。
歸納總結
2.水的電離平衡曲線的理解與識別
某溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖所示。
(1)曲線上的任意點(如a、b、c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，溫度 。
(2)曲線外的任意點(如d)與曲線上任意點的Kw ，溫度 。
(3)實現曲線上點之間的轉化需保持溫度不變，改變 ；實現曲線上點與曲線外點之間的轉化一定改變 。
相同
相同
相同
不同
不同
酸堿性
溫度
應用體驗
1.25 ℃時，在0.01 mol·L－1硫酸溶液中，水電離出的H＋濃度是
A.0.02 mol·L－1 B.5×10－13 mol·L－1
C.1×10－7 mol·L－1 D.1×10－12 mol·L－1
√
H2SO4電離出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水電離產生的，則水電離產生的c水(H＋)＝c水(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。
應用體驗
2.某溫度時，水溶液中Kw＝4×10－14。則
(1)該溫度______(填“高于”“低于”或“等于”)室溫(25 ℃)，該溫度下純水中c(H＋) ＝ __________ mol·L－1。
(2)若溫度不變， 滴入稀鹽酸使c(H＋)＝5.0×10－6mol·L－1，則c(OH－)＝ __________ mol·L－1，水電離的c水(H＋)＝__________ mol·L－1。
高于
2×10－7
8.0×10－9
8.0×10－9
應用體驗
3.在不同溫度下的水溶液中c(H＋)與c(OH－)的關系如圖所示。請回答下列問題：
(1)曲線Ⅰ代表的溫度下，水的離子積為__________，曲線Ⅰ所代表的溫度______(填“高于”“低于”或“等于”)曲線Ⅱ所代表的溫度。你判斷的依據是______________________________________________
____________________________________________________________。
1×10－12
高于
曲線Ⅱ所代表的水的離子積比曲線Ⅰ的小，由于水的電離是吸熱過程，溫度越高，水的離子積越大，故曲線Ⅱ代表的溫度低
應用體驗
(2)曲線Ⅰ所代表的溫度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液的c(H＋)為________ mol·L－1。
10－10
返回
課時對點練
1
2
3
4
5
6
7
8
9
題組一　水的電離與Kw
1.下列說法正確的是
A.水的電離方程式：H2O===H＋＋OH－
B.升高溫度，水的電離程度增大
C.在NaOH溶液中沒有H＋
D.在鹽酸中沒有OH－
√
10
11
12
13
對點訓練
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
水是弱電解質，只有少部分電離，應用“ ”表示，A錯誤；
水的電離是吸熱的，所以升高溫度，電離程度增大，B正確；
在NaOH溶液中c(OH－)>c(H＋)，在鹽酸中c(OH－)14
15
2.下列說法正確的是
A.水的離子積Kw隨溫度的改變而變化
B.25 ℃時，只有在純水中，才有Kw＝1×10－14
C.任何溫度下，在酸、堿、鹽的稀溶液中，都有Kw＝1×10－14
D.NaCl溶液中既無OH－也無H＋
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
對點訓練
14
15
3.25 ℃時，純水的Kw＝1×10－14,100 ℃時，純水的Kw＝1×10－12，這說明
A.100 ℃時水的電離常數較小
B.前者c(H＋)比后者大
C.水的電離是一個吸熱過程
D.Kw和溫度無直接關系
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
14
15
由題意知，溫度升高Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)增大，說明H2O H＋＋OH－向右移動，水的電離是吸熱過程。
題組二　影響水的電離平衡的因素
4.在100 ℃時，100 mL蒸餾水中c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，當改變下列條件之一時，c(OH－)仍然等于1×10－6 mol·L－1的是
①溫度降低到25 ℃　②加入10－6 mol燒堿固體，保持100 ℃　③加入
10－6 mol氯化鈉，保持100 ℃　④蒸發掉50 mL水，保持100 ℃
A.①② B.③④ C.①③ D.②④
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
14
15
c(OH－)不變，Kw不變，表明溫度不變(100 ℃)，且無酸、堿加入。
5.某溫度下，向c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液中c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1。下列對該溶液的敘述不正確的是
A.該溫度高于25 ℃
B.由水電離出來的H＋的濃度為1×10－11 mol·L－1
C.加入NaHSO4晶體抑制水的電離
D.取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH－)增大
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
√
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，說明水的電離得到促進，故T＞25 ℃，A項正確；
c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，水的離子積常數為1×10－12，Kw＝c(H＋)·
c(OH－)，當c(H＋)＝1×10－3 mol·L－1時，c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，故由水電離出來的c(H＋)＝1×10－9 mol·L－1，B項錯誤；
NaHSO4電離生成的氫離子對水的電離起抑制作用，水的電離程度減小，C項正確；
溫度不變時，Kw不變，加水稀釋，c(H＋)減小，Kw＝c(H＋)·c(OH－)不變，所以c(OH－)增大，D項正確。
14
15
6.下列微粒中能使水的電離平衡向左移動且溶液中的c(H＋)增大的是
A. B.Cl－
C.Na＋ D.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
14
15
A項，　　 電離出H＋使溶液顯酸性，抑制水的電離；
B項中Cl－、C項中Na＋對水的電離均無影響；
D項為OH－，抑制水的電離，使溶液中的c(H＋)減小。
√
7.(2023·河北大名一中月考)25 ℃時，水的電離達到平衡：H2O H＋＋OH－，下列敘述正確的是
A.將純水加熱到95 ℃時，Kw變大，c(H＋)減小
B.25 ℃時，向純水中加入稀氨水，水的電離平衡逆向移動，c(OH－)增大，
Kw變小
C.保持溫度不變，向純水中加入少量NaOH固體，c(OH－)增大，Kw不變
D.向純水中加入鹽酸，可抑制水的電離；加入醋酸，可促進水的電離
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
√
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
向純水中加入稀氨水，溫度不變，Kw不變，B錯誤；
向純水中加入少量NaOH固體，c(OH－)增大，抑制水的電離，溫度不變，Kw不變，C正確；
強酸、弱酸均抑制水的電離，D錯誤。
14
15
題組三　水的離子積常數的應用
8.313 K時，Kw＝3.0×10－14，則在313 K時，c(H＋)＝1.0×10－7 mol·L－1的溶液
A.呈酸性 B.呈中性
C.呈堿性 D.無法判斷
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
√
14
15
9.某溫度下，水溶液中的c(H＋)＝10x mol·L－1，c(OH－)＝10y mol·L－1。x與y的關系如圖所示。該溫度下0.01 mol·L－1 NaOH溶液的c(H＋)為
A.10－10 mol·L－1
B.10－11 mol·L－1
C.10－12 mol·L－1
D.10－13 mol·L－1
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
√
對點訓練
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
14
15
10.25 ℃時，在等體積的①0.5 mol·L－1的H2SO4溶液；②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液；③1 mol·L－1的NaCl溶液；④純水中，由水電離出的H＋的物質的量之比是
A.1∶10∶107∶107
B.107∶107∶1∶1
C.107∶106∶2∶2
D.107∶106∶(2×107)∶2
√
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
對點訓練
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
25 ℃時，0.5 mol·L－1的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 mol·L－1，由水電離出的c水(H＋)＝10－14 mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，由水電離出的c水(H＋)＝10－13 mol·L－1；NaCl溶液和純水中由水電離出的c水(H＋)均為10－7 mol·L－1。則等體積的上述四種溶液中由水電離出的n(H＋)(即發生電離的水的物質的量)之比為10－14∶10－13∶
10－7∶10－7＝1∶10∶107∶107。
對點訓練
14
15
11.一定溫度下，用水稀釋0.1 mol·L－1的一元弱酸HA溶液，隨著稀釋的進行，下列一定增大的是
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
√
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
溫度不變，Kw不變，A項不符合題意；
14
15
加水稀釋時HA的電離程度增大，但是c(H＋)減小，由Kw不變可知c(OH－)增大，D項符合題意。
12.在－50 ℃時液氨存在著以下平衡：2NH3 。平衡時，陰、陽離子的濃度均為1×10－15 mol·L－1。液氨與金屬鈉會發生反應：2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑。下列有關液氨的敘述正確的是
A.－50 ℃時，其離子積為1×10－15
B.－50 ℃時，其離子積為1×10－30
C.－50 ℃時，在液氨中加入少量NaNH2并溶解后，液氨的離子積將變大
D.－50 ℃時，在液氨中加入少量金屬鈉并溶解后，液氨中的c( )減小
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
√
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
－50 ℃時，液氨中 ＝1×10－15 mol·L－1，故液氨的離子積為1×10－15×1×10－15＝1×10－30，A錯誤、B正確；
溫度不變時，液氨的離子積不變，C錯誤；
液氨與金屬鈉發生反應：2Na＋2NH3===2NaNH2＋H2↑，c( )增大，D錯誤。
14
15
13.如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關系，下列判斷錯誤的是
A.兩條曲線間任意點均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B.M區域內(不包括邊界)任意點均有c(H＋)<
c(OH－)
C.圖中T1D.XZ線上任意點的c(H＋)都相等
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
√
14
15
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
14
15
只要在水溶液中，都會有c(H＋)·c(OH－)＝Kw, A正確；
在X、Z連線的左上方M區域(不包括邊界)，c(H＋)水的電離是吸熱過程，升高溫度，促進水的電離，c(H＋)和c(OH－)增大，所以T1由圖像可知沿XZ方向，c(H＋)和c(OH－)都逐漸增大，D錯誤。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
14.(30分)某學生為探究Kw的影響因素，做了以下實驗。
(1)查閱資料，不同溫度下水的離子積常數如表所示。
14
15
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10－14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
由此推出：隨著溫度的升高，Kw_______(填“增大”或“減小”，下同)，水的電離程度______；水的電離平衡向_____(填“左”或“右”)移動，水的電離是_______(填“吸熱”或“放熱”)過程。
增大
增大
右
吸熱
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
(2)取三只燒杯A、B、C，分別加入適量水，再向B、C燒杯中分別加入少量鹽酸和NaOH溶液，分析并填寫下表。
14
15
A(純水) B(加少量鹽酸) C(加少量NaOH溶液)
c(H＋) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(OH－) 1.0×10－7 mol·L－1 增大
c(H＋)和c(OH－)大小比較 c(H＋)＝c(OH－) c(H＋)____c(OH－) c(H＋)___ c(OH－)
水的電離平衡移動方向 －
Kw 1.0×10－14
減小
減小
>
<
向左
向左
1.0×10－14
1.0×10－14
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
綜上所述，可得出如下結論：
①溫度、_____、_____均能影響水的電離平衡。
②Kw只受_______的影響，而與其他因素無關。
14
15
酸
堿
溫度
水的電離是吸熱的，升高溫度，Kw增大，向水中加入酸或堿時，c(H＋)或c(OH－)增大，抑制水的電離，但溶液中只要溫度不變，Kw不變。
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
15.(12分)在水的電離平衡中，c(H＋)和c(OH－)的關系如圖所示。
14
15
(1)A點水的離子積為1.0×10－14，B點水的離子積為____________。造成水的離子積變化的原因是
_____________________________________________________________________。
1.0×10－12
水的電離是吸熱過程，溫度升高，水的電離程度增大，即水的離子積增大
(2)下列說法正確的是_____(填字母)。
a.圖中A、B、D三點處Kw的大小關系：B>A>D
b.AB線上任意點的溶液中c(H＋)＝c(OH－)
c.圖中溫度T1>T2
b
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
綜合強化
(3)T2時，若向純水中滴加鹽酸，能否使體系處
于B點位置？為什么？____________________
_____________________________________。
(4)T2時，若鹽酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，
則由水電離產生的c(H＋)＝________________。
(5)若從A點到D點，可采用的措施是____(填字母)。
a.升溫 b.加入少量的鹽酸
c.降溫 d.加入少量的NaOH
14
15
否，加入鹽酸，c(H＋)
＞c(OH－)，所以體系不可能處于B點位置
2×10－9 mol·L－1
b
返回

展開更多......

收起↑