化学人教版（2019）选择性必修1 3.2.1 水的电离（共26张ppt）

(共26张PPT)
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
第二节　水的电离和溶液的pH
第1课时 水的电离　
高二化学
【新课引入】
在水溶液中，酸、碱和盐全部或部分以离子形式存在，那么，其中的溶剂水是全部以分子形式存在，还是部分以离子形式存在呢 怎样验证你的猜想？
在之前的学习中，我们学习了强弱电解质，作为其溶剂的水呢？
【任务一】宏观辨识——认识水的电离平衡
【实验探究1】水的导电性实验
蒸馏水
实验现象
实验结论
(1)灵敏电流表指针偏转；
(2)灯泡不亮。
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离
【任务一】宏观辨识——认识水的电离平衡
【实验探究2】利用手持技术测定水的电导率
水的电导率测定
电导率仪
水质检测笔
结论：纯水中含有少量自由移动的离子。
【任务二】微观探析——了解水的电离平衡
+
+
+
-
一、水的电离
1.水的电离方程式
精确的导电性实验表明，纯水绝大部分以H2O的形式存在，但其中也存在着极少量的H3O+（水合氢离子）和OH-。这表明水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离:
H+为裸露的质子，不稳定，容易与水结合形成H3O+（水合氢离子）
H2O＋ H2O H3O＋ ＋OH－
简写为：
H2O H＋ ＋OH－
活动2：利用前面所学平衡知识，分析：
1、水的电离有哪些特征？
v电离
v结合
v电离 = v结合
t
t
υ
电离平衡状态
逆、等、动、定、变
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
H2O H＋ ＋OH－
存在微粒
H+、OH-、H2O
【思考】如何衡量水电离的程度？
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
2、写出水的电离常数表达式；
K ＝
c(H+)×c(OH-）
c(H2O）
K×c(H2O）=
c(H+)×c(OH-）
Kw=
c(H+)×c(OH-）
水的离子积(常数)
一定温度时，水（稀溶液）中c(H+)与c(OH-）的乘积是一个常数Kw，即水的离子积常数，简称水的离子积。
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
1）25 ℃常温时，KW＝ c(H+)·c(OH-)＝1×10-14
【注意】
2） KW 为常数，无单位
3） KW不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
c(H+)表示溶液中总的H+浓度,
c(OH-)表示溶液中总的OH-浓度
所以水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1。
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
二、水的离子积常数KW＝ c(H+)·c(OH-)
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】分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释？
Kw只受温度的影响(与浓度无关)，温度越高，Kw越大
结论
100℃时：Kw=55×10-14 ≈ 1.0×10-12
100℃纯水中：c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7mol/L
25℃纯水中： c(H＋) c(OH－) 1.0×10－7mol/L
>
＝
＝
＝
温度升高，对于中性的纯水，尽管K 电离与KW增大了，但仍是中性的水
25℃时：Kw =1×10-14
编号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥
c(NaOH) 1×10-3 5×10-3 1×10-2 2×10-2 5×10-2 1×10-1
c(OH-)
pH
c(H+)
1×10-3 5×10-3 1×10-2 2×10-2 5×10-2 1×10-1
2×10-12
5×10-13 2×10-13
1×10-11 1×10-12 1×10-13
注：表中浓度单位均为mol/L
c(H+)·c(OH-)
1×10－14
【结论】常温时，稀NaOH溶液中c(H+)·c(OH-)为常数。
11.0 11.7 12.0 12.3 12.7 13.0
实验事实：配制6种不同浓度NaOH溶液，用pH计测定溶液的pH，数据记录与处理
如下表
根据以上数据，可以得出什么结论？
水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
【任务三】定量分析——从水的离子积视角认识水的电离平衡
条件 移动方向 c(H+) c（OH-） 电离程度 Kw
升温
通入HCl(g)
通入氨气
加 Na2O
加FeCl3(s)
加入NaHSO4(s)
三、水的电离平衡的影响因素
右移 增大 增大 增大 增大
左移 增大 减小 减小 不变
左移 减小 增大 减小 不变
左移 减小 增大 减小 不变
右移 增大 减小 增大 不变
左移 增大 减小 减小 不变
水的电离方程式为：H2OH+ +OH-， H >0其平衡移动的分析，符合勒夏特列原理。
①中性溶液时，
c（H+） =c（OH-）
②酸性溶液时，
c（H+）＞ c（OH-）
c（H+）< c（OH-）
③碱性溶液时，
①Kw 只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；
②Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
③注意区分溶液中的c(H+)、由水电离产生的c(H+)。（前者指溶液中总的氢离子浓度，后者特指由水电离出来的氢离子浓度）
④任何溶液中，由水电离产生的c(H+)＝由水电离产生的c(OH-)。
小结：水的电离和Kw注意事项
1：下列说法正确的是(　 　)
A.任何水溶液中都存在水的电离平衡。
B.任何水溶液中(不论酸、碱或中性)都存在Kw =10-14。
C.某温度下，某液体c(H+)= 10-7mol/L，则该溶液一定是纯水。
D.25 ℃时，若溶液中c(H＋)＝1.0×10－6 mol·L－1，则溶液中c(OH－)＝1.0×10－8mol·L－1
AD
【课堂评价】
2：某温度下，纯水中的c(H+)=2.0×10－7mol/L, 则此时溶液的c(OH－)为__________mol/L；若温度不变, 滴入稀盐酸使c(H＋)=5.0×10－6mol/L，则c(OH－)= __________mol/L。
2.0×10-7
8.0×10-9
Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
【课堂评价】
【任务五】数据表征 认识溶液酸碱性与pH关系
常温下,当溶液的PH=7时，溶液呈中性。此时溶液中 c(H+)为多少？
常温下，c(H+)=c(OH－)=1.0×10－7mol/L ； pH=7，溶液呈中性。
c（H+）=10-pH
pH = - lg c（H+）
120℃，纯水电离出的 c(H+)=10-6mol/L，溶液的PH为_______
【辨析】PH小于7的溶液一定呈酸性？
pH与溶液中c(H+)的关系为？
错误，溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH－)的相对大小决定。
溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH－)的相对大小决定。
《金版》P76
C
【任务五】数据表征 认识溶液酸碱性与pH关系
pH的测定
广泛pH试纸
精密pH试纸
pH 计（酸度计）
【任务五】数据表征 认识溶液酸碱性与pH关系
溶液稀释图像分析
无限稀释，pH趋向于7
【任务六】运用Kw的定量计算
Kw= c(H+)aq . c(OH-)aq
c(H+) H2O = c(OH-) H2O
解题通法
牛刀小试：
10－7mol/L
10－13mol/L
0.1 mol/L
0.1 mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－7mol/L
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
(1)0.1mol/L的盐酸溶液中， c(H＋)＝ ， c(OH－)＝ ；
由水电离出的c(OH－)水＝ ，c(H＋)水＝ 。
(2)0.1mol/L的NaOH溶液中，c(OH－)＝ ，c(H＋)＝ ；
由水电离出的c(OH－)水＝ ，c(H＋)水＝ 。
(3)0.1mol/L的NaCl溶液中，c(OH－)＝ ，c(H＋)＝ 。
【任务六】运用Kw的定量计算
例题1：室温下，0.1 mol/L的稀盐酸中， c(H+)与c(OH-)各多少？由水电离出的c(H+)水与c(OH-)水各多少
H2OH+ +OH-
HCl = H+ + Cl-
c(H+) = c(H+) 酸+ c(H+) 水≈ c(H+) 酸= 0.1 mol/L
c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13mol/L
室温下， Kw = c(H＋) c(OH－) = 1.0×10-14
由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水＝ 1.0×10-13 mol/L
c(H+) 酸》 c(H+) 水
酸溶液中的全部c(OH-)是水电离产生的
【解析】
拓展1：溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
【任务六】运用Kw的定量计算
(1)曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，温度 。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ，温度 。
相同
相同
相同
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变 ；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变 。
不同
不同
酸碱性
温度
拓展2：水的电离平衡曲线的理解与识别
【课堂评价】
(1)A点水的离子积为________,
E点水的离子积为________。
造成A、E点水的离子积变化的原因是：______。
1×10-14　
1×10-12　
水的电离要吸热,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大
(2)25℃时,若向溶液中滴加盐酸,
能否使体系处于A点位置 为什么
____________________________________________。
(3)100 ℃时,若盐酸中c(H+)=5×10-4 mol·L-1,则由水电离产生的c(H+)=________。
否,在盐酸中c(H+)≠c(OH-),所以不可能处于A点
2×10-9 mol·L-1
(4)图中五点Kw间的大小关系:
E>D>A=B=C
【课堂评价】
2、判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等。 ( )
(2)100 ℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。( )
(3)在蒸馏水中滴加浓硫酸，KW不变。 (　　)
(4)25 ℃与60 ℃时，水的pH相等。 (　　)
(5)25 ℃时NH4Cl溶液的KW大于100 ℃时NaCl溶液的KW。 (　　)
(6)任何水溶液中均存在H+和OH-，且水电离出的c(H+)和c(OH-)相等。 (　　)
(7)室温下,0.1 mol·L-1的HCl溶液与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相同。 (　　)
(8)向水中加入少量硫酸氢钠固体，促进了水的电离，c(H+)增大，KW不变。
(　　)
×
×
√
√
×
×
×
×
【课堂评价】
3、常温下，在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）
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
酸性条件不能共存
碱性条件不能共存
能共存
酸、碱性条件都不能共存
能共存
B
3.现有下列物质 ①100 ℃纯水; ②25 ℃ 0.1 mol·L-1 盐酸;
③25 ℃ 0.1 mol·L-1 KOH溶液;④25 ℃ 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液。
(1)这些物质与25 ℃纯水相比,
能促进水电离的是__________(填序号,下同),
能抑制水的电离的是__________,
水电离的c(OH-)等于溶液中c(OH-)的是__________,
水电离的c(H+)等于溶液中c(H+)的是__________。
①　
②③④　
①②　
(2)从②和③溶液中水的电离度相等,进而可推出的结论是同一温度
下,______________________________________时,水的电离度相等。
酸溶液中的c(H+)等于碱溶液中的c(OH-)
①③④
【课堂评价】
溶液酸碱性的判断方法
(1)在25 ℃的溶液中:
pH<7,溶液呈酸性,pH越小,c(H+)越大,溶液的酸性越强;
pH=7,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7 mol/L;
pH>7,溶液呈碱性,pH越大,c(OH-)越大,溶液的碱性越强。
(2)在任意温度下的溶液中:
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;
c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;
c(H+)【思维构建】