第二节 水的电离和溶液的pH 第1课时 水的电离 [核心素养发展目标] 1.通过电离平衡理论模型认识水的电离平衡及其影响因素，知道水的离子积常数。2.能用Kw计算一定温度、一定浓度酸碱溶液中水电离的氢离子(或氢氧根离子)浓度，建立从定量的视角分析外因对水的电离平衡影响的思维模型。 一、水的电离 水的离子积 1．水的电离 (1)水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。实验证明，常温下1 L水大约有1.0×10－7 mol发生电离，请计算常温下纯水的电离度。 答案 1 L水中含有水的物质的量为≈55.6 mol，则水的电离度为×100%≈1.8×10－7%。 (2)水的电离为吸热过程，自身电离示意图如下： 电离方程式：H2O＋H2O??H3O＋ ＋OH－， 简写为：H2O??H＋＋OH－。 (3)水的电离平衡常数表达式：K＝，纯水及稀溶液中c(H2O)视为常数，则c(H＋)·c(OH－)＝K·c(H2O)为新的常数，用Kw表示。 2．水的离子积常数 概念 当水的电离达到平衡时，电离产物H＋和OH－浓度之积是一个常数，这个常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作Kw 表达式 Kw＝c(H＋)·c(OH－)，25 ℃时，Kw＝1.0×10－14 影响因素 只与温度有关，升高温度Kw增大，与溶液的酸碱性无关 适用范围 适用于纯水和稀的电解质溶液 (1)观察下表，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解释上表中Kw数值随温度升高而增大的原因：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离向吸热方向移动，因而Kw增大。 ②100 ℃纯水中：c(H＋)＝c(OH－)＞1.0×10－7 mol·L－1。 ③某温度下，纯水中的c(H＋)＝6.1×10－7mol·L－1, 此时水中c(OH－)为6.1×10－7mol·L－1，此时水的温度最接近90 ℃。 (2)0.1 mol·L－1HCl溶液中有OH－吗？0.1 mol·L－1NaOH溶液中有H＋吗？ 解释原因。 答案 有，溶液中存在水的电离平衡：H2O??H＋＋OH－。 3．外界条件对水的电离平衡的影响 运用电离平衡理论，分析改变下列条件对水电离平衡的影响，并填写下表： 改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 水的电离程度 Kw 升高温度 右移 增大 增大 增大 增大 加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变 加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变 加入活泼金属(如Na) 右移 减小 增大 增大 不变 加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变 (1)升高温度，水的电离程度减小( ) (2)向水中加入少量氨水，水的电离平衡逆向移动，c(OH－)降低( ) (3)常温下，加水稀释稀醋酸溶液，溶液中所有的离子浓度都减小( ) (4)溶液中c(H＋)、c(OH－)可能不同，但水电离出的H＋与OH－的浓度总是相等的( ) (5)室温下，0.1 mol·L－1HCl溶液与0.1 mol·L－1NaOH溶液中水的电离程度相等( ) 答案 (1)× (2)× (3)× (4)√ (5)√ 分析下列过程中H2O的电离程度的变化(25 ℃)。 (1)Zn与稀硫酸反应制H2：_____。 (2)氨水加水稀释时：_____。 (3)向NaOH溶液中滴入盐酸至过量：_____。 (4)向SO2水溶液中通入Cl2至恰好反应：_____。 答案 (1)增大 (2)增大 (3)先增大后减小 (4)减小 二、水的离子积常数的应用 1．计算酸(或碱)溶液中水电离的c水(H＋)或c水(OH－) (1)25 ℃时，0.1 mol·L－1的稀盐酸中， 水电离的c水(H＋)、c水(OH－)各为多少？ (2)25 ℃时，0.01 mol·L－1的 NaOH 溶液中， 水电离的 c水(H＋)、c水(OH－)各为多少？ 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＋的总浓度为c(H＋)＝c水(H＋)＋cHCl(H＋)，由于酸溶液中水电离的H＋浓度很小可忽略，溶液中H＋的总浓度为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－全部由水电离产生 ... ...
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