化學課件：水的電離電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)

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)一、水的電離1.水的電離(1)電離特點:微弱,_____過程。(2)電離方程式:H2OH++OH-。2.水的離子積常數(shù)(1)水的離子積常數(shù)表達式為KW=________________。必備知識·素養(yǎng)奠基可逆c平(H+)c平(OH-)(2)KW的影響因素:影響因素條件改變平衡移動c平(H+)c平(OH-)KW溫度升高溫度向右增大增大變大降低溫度向左減小減小變小酸堿性加酸向左增大減小不變加堿向左減小增大不變【微思考】只有在純水中,才能使用KW=c平(H+)·c平(OH-)嗎?提示:KW不僅適用于純水,還適用于酸、堿及鹽的稀溶液,且由水電離的c平(H+)水=c平(OH-)水。

二、電解質(zhì)在水溶液中的存在形態(tài)1.強、弱電解質(zhì)的概念(1)強電解質(zhì):在稀的水溶液中_________的電解質(zhì)。(2)弱電解質(zhì):溶于水時_________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)(1)強電解質(zhì)和弱電解質(zhì)。完全電離部分電離(2)電離方程式。書寫電離方程式時,強電解質(zhì)用“_______”,弱電解質(zhì)用“_______”。如①NaCl的電離方程式為__________________。②醋酸和一水合氨的電離方程式分別為_______________________,______________________。

====NaCl====Na++Cl-CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2O+OH-【巧判斷】(1)碳酸鈣在水中溶解度很小,所以碳酸鈣是弱電解質(zhì)。 (

)提示:×。電解質(zhì)的電離與其溶解性無關,某些難溶(或微溶)的鹽,如BaSO4、CaCO3等,雖然其溶解度很小,但溶于水的部分完全電離,則屬于強電解質(zhì)。(2)氯氣和氨氣的水溶液導電性都很好,所以它們是強電解質(zhì)。 (

)提示:×。導電性取決于離子所帶的電荷數(shù)及離子濃度,Cl2既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì),氨氣溶于水生成的NH3·H2O發(fā)生微弱電離,NH3·H2O屬于弱電解質(zhì)。(3)水難電離,純水幾乎不導電,所以水是弱電解質(zhì)。 (

)提示:√。水能發(fā)生微弱的電離,屬于弱電解質(zhì)。3.溶劑化作用_______________與_________相互吸引的作用叫作溶劑化作用。電解質(zhì)溶于水后形成的離子或分子實際是以_________或_________的形態(tài)存在。溶質(zhì)分子或離子溶劑分子水合離子水合分子關鍵能力·素養(yǎng)形成知識點一水的電離平衡及影響因素【重點釋疑】1.水的電離平衡規(guī)律(1)不同的溶液中,c平(H+)與c平(OH-)不一定相等,但由水電離產(chǎn)生的c平(H+)水與c平(OH-)水一定相等,判斷溶液中水的電離程度時,看H+或OH-哪一個完全來源于水的電離:酸溶液中c平(OH-)或堿溶液中的c平(H+)來源于水的電離。(2)若水電離產(chǎn)生c平(H+)水=10-amol·L-1(a>7),說明水的電離受到了抑制,溶液可顯酸性,也可顯堿性。2.水的離子積常數(shù)(1)KW與溫度有關,因為水的電離是吸熱過程,所以溫度升高,有利于水的電離,KW增大,如100℃時,KW=5.5×10-13mol2·L-2。(2)KW不僅適用于純水,還適用于酸性或堿性的稀溶液,不管哪種溶液均有c平(H+)水=c平(OH-)水。如酸性溶液中,[c平(H+)酸+c平(H+)水]×c平(OH-)水=KW;堿性溶液中,[c平(OH-)堿+c平(OH-)水]×c平(H+)水=KW。(3)水的離子積常數(shù)揭示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡,都有H+和OH-共存,只是相對含量不同而已,并且在稀酸或稀堿溶液中,當溫度為25℃時,水的離子積:KW=c平(H+)溶液×c平(OH-)溶液=1×10-14mol2·

仍為同一常數(shù)。3.外界條件對水的電離平衡的影響【思考·討論】

(1)水的電離有什么特點?提示:水的電離是可逆的、吸熱的、微弱的。(2)溫度對水的電離產(chǎn)生何種影響?提示:水的電離過程是吸熱的,所以加熱可以促進水的電離,降溫水的電離程度變小。

【案例示范】【典例】(2020·塘沽高二檢測)2019年3月22日是第二十七屆“世界水日”,3月22～28日是第三十二屆“中國水周”。聯(lián)合國確定2019年“世界水日”的宣傳主題是“Leavingnoonebehind”(不讓任何一個人掉隊)。我國紀念2019年“世界水日”和“中國水周”活動的宣傳主題為“堅持節(jié)水優(yōu)先,強化水資源管理”。已知,25℃時,水的電離達到平衡:H2OH++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平(OH-)降低B.將水加熱,KW

不變C.向水中加入少量固體CH3COONa,平衡逆向移動,c平(H+)降低D.向水中加入少量固體硫酸氫鈉,c平(H+)增大,KW不變【解題指南】解答本題注意以下兩點:(1)水的電離平衡遵循化學平衡移動的一般規(guī)律。(2)KW只與溫度有關?！窘馕觥窟xD。水的電離平衡遵循化學平衡的一般規(guī)律,因此在水中加入物質(zhì),若增加OH-

或H+,則水的電離平衡逆向移動;若消耗OH-

或H+,則水的電離平衡正向移動。加入稀氨水,OH-

濃度增大,平衡逆向移動,故A錯誤;加入的CH3COO-

結(jié)合H+生成CH3COOH使H+

濃度降低,平衡正向移動,故C錯誤;因水的電離正向是吸熱的,故升高溫度,KW增大;溫度不變,KW不變;故B錯誤,D正確?！灸割}追問】(1)若將選項A中的稀氨水改為鹽酸或NaOH,水的電離平衡怎樣移動?提示:水中加入鹽酸,增大了H+濃度;加入NaOH

則增大OH-濃度,平衡均逆向移動。(2)為什么將水加熱,KW增大?提示:水的電離正向是吸熱的,故升高溫度,平衡正向移動,c平(H+)和c平(OH-)均增大,依據(jù)KW=c平(H+)c平(OH-),KW增大。【遷移·應用】1.(2020·長沙高二檢測)常溫下,在0.01mol·L-1硫酸溶液中,水電離出的氫離子濃度是 (

)A.5×10-13mol·L-1 B.0.02mol·L-1C.1×10-7mol·L-1 D.1×10-12mol·L-1【解析】選A。Kw=1.0×10-14mol2·L-2,c平(H+)=0.02mol·L-1,c平(H+)水=c平(OH-)水=Kw/c平(H+)=5×10-13mol·L-1。

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=1×10-14mol2·L-2C.任何溫度下,在酸、堿、鹽稀溶液中,都有KW=1×10-14mol2·L-2D.NaCl溶液中既無OH-也無H+【解析】選A。25℃時,任何物質(zhì)稀溶液都有KW=1.0×10-14(mol·L-1)2,B錯;溫度升高,KW增大,溫度降低,KW減小,C錯;酸、堿、鹽溶液中都存在OH-和H+,D錯?！狙a償訓練】常溫下,在0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中,水的離子積是 (

)A.1×10-14mol2·L-2 B.1×10-13mol2·L-2C.1.32×10-14mol2·L-2 D.1.32×10-15mol2·L-2【解析】選A。在一定溫度下,水的離子積是一個常數(shù),它不僅適用于純水,也適用于稀的酸、堿、鹽的溶液。

知識點二電解質(zhì)的分類與電離【重點釋疑】1.強電解質(zhì)與弱電解質(zhì)的比較強電解質(zhì)弱電解質(zhì)概念溶于水時完全電離的電解質(zhì)溶于水后只有部分電離的電解質(zhì)化合物類型離子化合物、共價化合物共價化合物電離程度完全電離部分電離溶液中存在的微粒(水分子不計)只有電離出的陰、陽離子,不存在電解質(zhì)分子既有電離出的陰、陽離子,又有電解質(zhì)分子強電解質(zhì)弱電解質(zhì)實例鹽(包括難溶性鹽);強酸:HNO3、H2SO4等;強堿:KOH、NaOH、Ba(OH)2等弱酸:H2CO3、CH3COOH、HClO等;弱堿:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等2.對強、弱電解質(zhì)的理解(1)電解質(zhì)的強弱與溶解性無關。某些鹽如BaSO4、CaCO3等,雖難溶于水卻是強電解質(zhì);而如CH3COOH、NH3·H2O盡管易溶于水,卻部分電離,是弱電解質(zhì)。(2)電解質(zhì)的強弱與溶液的導電性沒有必然聯(lián)系。溶液導電能力的強弱由溶液中自由離子的濃度和離子所帶電荷多少決定,很稀的強電解質(zhì)溶液導電性很弱,濃度較大的弱電解質(zhì)溶液導電性可能較強,弱電解質(zhì)溶液的導電能力不一定弱。3.電離方程式的書寫類型電離方程式的特點典型例子強電解質(zhì)完全電離,電離方程式寫“

====”H2SO4====2H++NaOH====Na++OH-NaHSO4====Na++H++弱電解質(zhì)一元弱酸或弱堿不完全電離,電離方程式寫“”CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2O+OH-多元弱酸分步電離,以第一步為主,電離方程式寫“”H2CO3H++(主)H++(次)多元弱堿用一步電離表示,且電離方程式寫“”Cu(OH)2Cu2++2OH-【思考·討論】(1)電解質(zhì)的強弱與物質(zhì)的溶解度的大小有沒有關系?為什么?提示:電解質(zhì)的強弱與溶解度的大小無關。如難溶鹽BaSO4屬強電解質(zhì),HF易溶于水,但是弱電解質(zhì)。(2)活潑金屬的氧化物是否是電解質(zhì)?為什么?提示:活潑金屬氧化物是電解質(zhì),是因為其在熔融狀態(tài)下能發(fā)生電離。

【案例示范】【典例】人體內(nèi)包含鈉、鉀和鈣等礦物質(zhì),人們通過飲食獲得它們。血液和尿液等體液中都含有這些礦物質(zhì)。身體需要一定數(shù)量的礦物質(zhì)和鹽(也稱為電解質(zhì))。然而,有時會因為某些特殊原因?qū)е码娊赓|(zhì)增加或減少,這種情況就被稱為電解質(zhì)紊亂。臨床上常見的水與電解質(zhì)代謝紊亂有高滲性脫水、低滲性脫水、等滲性脫水、水腫、水中毒、低鉀血癥和高鉀血癥等?，F(xiàn)有下列物質(zhì)①NaCl晶體②液態(tài)SO2

③純醋酸④硫酸鋇⑤銅⑥乙醇⑦熔化的KCl

⑧NaOH溶液⑨氯氣⑩氫氧化鐵請用以上物質(zhì)回答下列問題。(填序號)(1)以上物質(zhì)中屬于強電解質(zhì)且在上述狀態(tài)下能導電的有哪些?(2)以上物質(zhì)屬于弱電解質(zhì)的是哪些?(3)以上物質(zhì)中屬于非電解質(zhì)但溶于水能導電的有哪些?【解析】①NaCl晶體是電解質(zhì),因沒有自由移動的離子,所以不導電,因其在水中能完全電離出自由移動的離子,屬于強電解質(zhì);②液態(tài)SO2中沒有自由移動的離子,不導電,在水中反應生成H2SO3發(fā)生電離,則屬于非電解質(zhì);③純醋酸中沒有自由移動的離子,不能導電,但其符合水溶液能導電的化合物,則屬于電解質(zhì),又在水中不能完全電離,則屬于弱電解質(zhì);④硫酸鋇中沒有自由移動的離子,所以不能導電,但其在熔融狀態(tài)能導電,所以是電解質(zhì),又在水中能完全電離,則屬于強電解質(zhì);⑤銅中存在自由移動的電子,能導電,但屬于單質(zhì),則既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì);⑥乙醇中不存在帶電微粒,不導電,且是在水溶液中和熔融狀態(tài)下都不能導電的化合物,則屬于非電解質(zhì);⑦熔化的KCl中存在自由移動的離子,能導電,且屬于化合物,則屬于電解質(zhì),熔化時完全電離屬于強電解質(zhì);⑧NaOH溶液中存在自由移動的離子,能導電,但溶液屬于混合物,既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì);⑨氯氣是由分子構成的物質(zhì),不導電,且屬于單質(zhì),既不是電解質(zhì),也不是非電解質(zhì);⑩氫氧化鐵中帶電的微粒不能自由移動,不能導電,但其在熔融狀態(tài)能導電,所以是電解質(zhì),又在水中不能完全電離,則屬于弱電解質(zhì)。答案:(1)⑦

(2)③⑩

(3)②【規(guī)律方法】判斷電解質(zhì)強弱時注意的問題(1)電解質(zhì)的強弱與溶液導電能力沒有必然聯(lián)系。電解質(zhì)溶液的導電能力與離子濃度和離子所帶電荷總數(shù)有關,強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定強。(2)電解質(zhì)的強弱與其溶解度無關。某些難溶鹽,雖然溶解度小,但其溶于水的部分完全電離,屬于強電解質(zhì),如BaSO4等。有少數(shù)鹽盡管能溶于水,但只有部分電離,屬于弱電解質(zhì),如(CH3COO)2Pb等。(3)強電解質(zhì)不一定是離子化合物,某些具有強極性鍵的化合物也是強電解質(zhì),如HCl。(4)強電解質(zhì)在熔融狀態(tài)下不一定電離。若電解質(zhì)為離子化合物,在熔融狀態(tài)能電離,若電解質(zhì)為共價化合物,在液態(tài)不電離。【遷移·應用】1.下列物質(zhì)的分類組合全部正確的是 (

)選項強電解質(zhì)弱電解質(zhì)非電解質(zhì)ANaClHFCl2BNaHCO3NH3·H2OCCl4CBa(OH)2HClCuDAgClH2SHClO【解析】選B。A、C選項中的Cl2、Cu是單質(zhì),既不是電解質(zhì)也不是非電解質(zhì);D選項中的HClO是弱電解質(zhì)。2.(2020·惠州高二檢測)有下列電解質(zhì):①氯化銨②氫氧化鈉③H2S

④碳酸氫鈉⑤磷酸⑥硫酸請用以上物質(zhì)的序號,填寫下列空白:(1)屬于強電解質(zhì)的有_______________________________________;

(2)屬于弱電解質(zhì)的有_______________________________________。

【解析】強酸(H2SO4)、強堿(NaOH)、鹽(NH4Cl、NaHCO3)屬于強電解質(zhì);弱酸(H3PO4)屬于弱電解質(zhì)。答案:(1)①②④⑥

(2)③⑤【補償訓練】醋酸鉛因有甜味而被稱為“鉛糖”,它有毒但能入藥,又知(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸鉛與醋酸鈉溶液反應的離子方程式為Pb2++2CH3COO-====(CH3COO)2Pb。下列有關說法中不正確的是 (

)A.0.1mol·L-1的“鉛糖”溶液中c(Pb2+)<0.1mol·L-1B.“鉛糖”是強電解質(zhì)C.“鉛糖”是共價化合物D.“鉛糖”的溶液可能不導電【解析】選B。醋酸鉛是弱電解質(zhì),存在部分電離,0.1mol·L-1的“鉛糖”溶液中c(Pb2+)<0.1mol·L-1,A正確;(CH3COO)2Pb溶液中存在電離平衡,屬于弱電解質(zhì),B錯誤;醋酸鉛是弱電解質(zhì),溶液中存在分子,是共價化合物,C正確;醋酸鉛是弱電解質(zhì),醋酸鉛是共價化合物,溶解性小,溶液中離子濃度很小,“鉛糖”的溶液可能不導電,D正確。【課堂回眸】課堂檢測·素養(yǎng)達標1.(改編題)生命起源于浩瀚的海洋,中國的老子提出:水為五行之首,萬物之始。

已知,在25℃和80℃的純水中,c平(H+)的關系是 (

)A.前者大B.前者小C.相等 D.不能肯定【解析】選B。水的電離是吸熱過程,溫度越高,KW越大,c平(H+)越大。2.(2020·南京高二檢測)下列說法正確的是 (

)A.CO2的水溶液能導電,所以CO2是電解質(zhì)B.BaSO4不溶于水,其水溶液的導電能力極弱,所以BaSO4是弱電解質(zhì)C.液溴不導電,所以溴是非電解質(zhì)D.強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導電能力強【解析】選D。A中是因CO2+H2OH2CO3,H2CO3電離出H+和

,又電離出H+和

,從而使溶液導電,而不是CO2自身電離,因此H2CO3是電解質(zhì),而CO2是非電解質(zhì),A錯誤;電解質(zhì)強弱的劃分是根據(jù)其電離的程度,而不是根據(jù)其溶解度的大小,BaSO4的溶解度很小,但溶于水的部分完全電離,所以BaSO4是強電解質(zhì),但其溶液導電能力差,B錯誤;電解質(zhì)和非電解質(zhì)都是化合物,液溴是單質(zhì),C錯誤;電解質(zhì)溶液導電能力的強弱與溶液中自由移動的離子的濃度以及離子所帶的電荷數(shù)多少有關,所以強電解質(zhì)溶液的導電能力不一定比弱電解質(zhì)溶液的導電能力強,D正確。3.向蒸餾水中滴入少量鹽酸后,下列說法中錯誤的是 (

)A.c平(H+)·c平(OH-)不變 B.溶液中c平(H+)增加了C.c平(OH-)降低了 D.水電離出的c平(H+)增加了【解析】選D。水的電離逆向移動,水電離產(chǎn)生的H+、OH-濃度均減小,但溶液的酸性增強,溶液中c平(H+)增加,B、C正確,D錯誤;因水的離子積常數(shù)只受溫度影響,故A正確。4.(2020·三門峽高二檢測)下列電解質(zhì)在水溶液中的電離方程式書寫正確的是 (

)A.NaHSO4====Na++B.KHCO3====K++C.CH3COOH====H++CH3COO-D.HNO3H++【解析】選B。NaHSO4在水溶液中完全電離為Na+、H+和

,A項錯誤;KHCO3為弱酸的酸式鹽,溶于水完全電離為K+和

,只能微弱電離為H+和

,即KHCO3在溶液中主要以

形式存在,B項正確;CH3COOH為弱酸,應用“”表示,C項錯誤;HNO3屬于強電解質(zhì),完全電離,應用“====”表示,D項錯誤。5.下列操作中,能影響水的電離平衡,并使溶液中c平(H+)>c平(OH-)