【核心素养目标】人教版（2019）高中化学 选择性必修1 3.2 水的电离和溶液的pH（第1课时 水的电离 ）

第二节 水的电离和溶液的pH　
第1课时 水的电离
人教版选择性必修1
学习目标
1．认识水的电离，水是一种极弱的电解质。
2．结合电离常数，了解水的离子积常数，其适用于任何水溶液。能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断。
学习目标
1．能从微观角度通过c(H＋)和c(OH－)的相对大小判断溶液的酸碱性，同时从宏观角度通过pH计、pH试纸等判断溶液的酸碱性，培养“宏观辨识与微观探析”学科素养。
2．能从电离平衡的角度，理解外界条件对水的电离平衡的影响，解释溶液酸碱性的变化，培养“变化观念与平衡思想”
3．理解水的离子积常数，形成认知模型，能够运用水的离子积常数进行有关计算及判断，培养“证据推理与模型认知”学科素养。
素养目标
情境引入
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？
教学过程
【实验探究1】水的导电性实验
一、水的电离
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
教学过程
精确的电导性实验表明：纯水大部分以H2O分子的形式存在，但其中也存在着极少量的离子。
电导率仪
【实验探究2】利用手持技术测定水的电导率
教学过程
+
+
H2O+H2O
OH－
H3O+
1.水的电离方程式
+
简写为：H2O H++OH-
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离
教学过程
当水的电离达到平衡时，电离平衡常数K 的表达式为：
Kw 水的离子积常数，简称水的离子积
2.水的离子积常数
K ＝????(????+)·????(?????????)????(????????????)
?
K?????(????????????)=????(????+)·????(?????????)
?
纯水及稀溶液中c(H2O)为常数
????????=?????(????+)·????(?????????)
?
教学过程
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}不同温度下水的离子积常数
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
【思考】分析表格中的数据，有何规律，得出什么结论？并解释？
水的电离是吸热过程,升高温度，促进水的电离, Kw增大。
常温（25 ℃）下， Kw =c(H＋) · c(OH－) =1.0×10-14
结论：
教学过程
注意:
（1）Kw是温度函数，只随温度的升高而增大, 与c(H+) 、c(OH-) 无关。
（2）Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液, 不管是哪种溶液均有： c(H＋)H2O = c (OH―)H2O KW=c (H＋)溶液·c (OH―)溶液
（3）在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。
教学过程
3.水的电离平衡
根据水的电离平衡，思考下列情况中，c(H+)和c(OH-)的如何变化？
条件
移动方向
c(H+)
c（OH-）
电离程度
Kw
升温
通入HCl(g)
加入NaOH(s)
加入少量Na(s)
加入NaHSO4(s)
H2O?? H＋ ＋OH－
?
教学过程
条件
移动方向
c(H+)
c（OH-）
电离程度
Kw
升温
右移
增大
增大
增大
增大
通入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
通入NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加 入少量Na(s)
右移
减小
增大
增大
不变
加入NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
3.水的电离平衡
根据水的电离平衡，思考下列情况中，c(H+)和c(OH-)的如何变化？
H2O?? H＋ ＋OH－
?
教学过程
1、 温度升高，促进水的电离，Kw增大；
3、外加能与H+、OH- 反应的物质，会促进水的电离，Kw不变。
2、酸(H+)、碱(OH- )抑制水的电离，Kw不变；
总结归纳
教学过程
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。 (2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。 (3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
4.水的电离曲线
典例1．25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是(　　)
A．ac曲线上的任意一点都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14 B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性 C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7 D．c点溶液不可能是盐溶液
【答案】D 【解析】ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积常数相同，根据b点可知， c(H＋)·c(OH－)＝10－14，A项正确；bd线段上任意一点都满足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确；d点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1＞1×10－7 mol·L－1，溶液的pH＝6，水的电离为吸热反应，所以d点温度高于25 ℃，C项正确；在c点c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，溶液显碱性，而醋酸钠溶液显碱性，所以c点可能为醋酸钠溶液，D项错误。
课堂练习
典例2．
【答案】C
【解析】25 ℃时，纯水的pH＝7,4 ℃时，纯水的电离程度减小，pH稍大于7，A错误；温度升高，水的电离平衡向右移动，c(H＋)与c(OH－)均增大，B错误；水是一种极弱的电解质，电离程度很小，25 ℃时，纯水电离出的H＋浓度只有1.0×10－7 mol·L－1，纯水中主要存在形态是水分子，C正确；水的离子积不受溶液酸碱性的影响，D错误
课堂练习
水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A．4 ℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小
典例3．
【答案】A
【解析】A项，二者c(H＋)、c(OH－)相同，对水电离抑制程度相同；B、C项，没有告诉温度，Kw不知，无法求水电离出的cH2O(H＋)、cH2O(OH－)；D项，二者均抑制水电离。
课堂练习
在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比较，下列说法正确的是( )
A．由水电离出的c(H＋)相等
B．由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12 mol·L－1
C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1
D．两者都促进了水的电离
课堂小结
课堂小任务
德国化学家西奥多·格罗特斯在1806年的“电流分解液体的理论”中，格罗特斯提出了水电导率理论。格罗特斯提出：质子通过氢键与O-H共价键为桥梁，在相邻两个水分子间跳跃前行，完成传递。这就是著名的格罗斯特机制，又名“质子跳跃”机制。
200年以来，随着微观表征技术的进步，科学家们渐渐意识到，格罗斯特机制并非严格正确。但打破了旧机理，却没有迎来公认的新理论。因此，格罗斯特机制一直存在于教科书中，用以解释质子在水中的传递过程。
daluhuaxuegognuzoushi
格罗斯特机制
拓展延伸
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