3.2.1 水的电离（精品学案）-2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（人教版2019选择性必修1）.docx

1、2022-2023学年高二化学同步学习高效学讲练（自主学案）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 水的电离课程学习目标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；能运用弱电解质的电离模型分析水的电离。学科核心素养能从电离的角度理解外界条件对水的电离平衡的影响，培养变化观念与平衡思想。【知识回顾】电离平衡的影响因素(1)温度：弱电解质的电离一般是吸热过程，升高温度使电离平衡向电离的方向移动，电离程度增大。(2)浓度：在一定温度下，同一弱电解质溶液，浓度越小，离子相互碰撞结合为分子的几率越小，电离程度越大。(3)同离子效应：加入与弱电解

2、质具有相同离子的电解质时，可使电离平衡向结合成弱电解质分子的方向移动，电离程度减小。(4)化学反应：加入能与弱电解质电离出的离子发生反应的离子时，电离平衡向电离方向移动。【新知学习】一水的电离水分子电离过程：可知：纯水大部分以 分子 的形式存在，但其中也存在着极少量的 H和OH 。水是一种极弱的电解质。1电离方程式：H2OH2OH3OOH，简写为 H2OHOH 。2电离常数K电离_。3特点：极难电离，常温下1 L水只有1107 mol电离是可逆过程电离出c(H) c(OH)是 吸热 过程二水的离子积常数1含义电离前后水的物质的量可看作常数，K电离c（H2O）=c(H)c(OH)，其中K电离与c

3、（H2O）的积仍为常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW。2表达式KW=c(H)c(OH)KW叫做水的离子积常数，简称水的离子积。Kw可由实验测得，也可通过理论计算求得。3影响因素t/0102025405090100Kw/10-140.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5(1)25时， KW=11014 。不仅适用于纯水（或其他中性溶液），也适用于 稀的电解质水溶液 。(2)水的离子积Kw只受 温度 的影响，温度升高，KW 增大 。（水的电离是吸热过程。)4适用范围KW不仅适用于纯水（或其他中性溶液），也适用于 稀的电解质水溶液 。【知识进阶】水的电离

4、与Kw【问题探究】1甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H)浓度增大，H与OH中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。水的电离平衡移动后，溶液中c(H)c(OH)是增大还是减小？甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H)增大，c(H)c(OH)Kw，平衡左移。c(H)c(OH)不变，因为Kw仅与温度有关，温度不变，则Kw不变，与外加酸、碱、盐无关。2在室温下，0.01 molL1的盐酸溶液中，c(OH)是多少？水电离出的c(H)又

5、是多少？由于c(H)溶液0.01 molL1，溶液中c(OH)Kwc(H)溶液(1.010140.01)molL11.01012molL1。由于溶液中的OH只来源于水的电离，所以水电离出的c(H)1.01012molL1。3请与同学探究，室温下，酸或碱的稀溶液中，由水电离出的c(H)和c(OH)还相等吗？c(H)c(OH)1.01014还成立吗？在酸或碱的稀溶液中由水电离出的c(H)和c(OH)一定相等，但溶液中所有的c(H)和所有的c(OH)一定不相等。c(H)c(OH)1.01014仍然成立。【知识归纳总结】1影响水电离的因素：水的电离H2OHOHH0条件变化移动方向c(H)c(OH)Kw

6、程度影响升高温度右移增大增大增大增大促进加酸左移增大减小不变减小抑制加碱左移减小增大不变减小抑制加活泼金属如Na右移减小增大不变增大促进2理解Kw应注意的几个问题：(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H和OH共存，只是相对含量不同而已。(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100 ，Kw5.51013。但是在室温下，Kw为1.01014。(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H)c水(OH)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。【典例1】一定温度下，水溶液中H和OH的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是

7、( )A升高温度，可能引起由c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.01013C该温度下，加入稀盐酸可能引起由b向a的变化D该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化【答案】C【解析】升高温度促进水的电离，c(H)和c(OH)都增大，A错误；该温度下Kwc(OH)c(H)11014，B错误；加入HCl，溶液中c(H)增大，c(OH)减小，C正确；稀释时，若c(OH)减小，则c(H)应变大，不可能由c向d变化，D错误。【点拨】解答本题需注意以下两点(1)外界因素对水的电离平衡的影响。 (2)温度一定时，c(OH)c(H)是个常数。变式训练125 时，水的电离达到平衡：H2OHOHH0，下列叙述

8、正确的是( )A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)减小B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，Kw不变C向水中加入少量CH3COOH，平衡逆向移动，c(H)减小D将水加热，Kw增大，c(H)不变【答案】B【解析】向水中加入稀氨水，NH3H2O电离出OH导致c(OH)增大而抑制水电离，平衡逆移，A项错误；加入NaHSO4固体，NaHSO4电离出H使c(H)增大抑制水电离，但温度不变，Kw不变；B项正确；加入CH3COOH，CH3COOH电离出H使c(H)增大，C项错误；升温平衡右移，c(H)与c(OH)都增大，Kw增大，D项错误。【效果检测】1关于水的离子积常数，下列说法不正确的是A

9、蒸馏水中，c(H)c(OH)=11014B纯水中，25时，c(H)c(OH)=11014C25时，任何以水为溶剂的稀溶液中，c(H)c(OH)=11014DKw值随温度升高而增大【答案】A【详解】A25时，蒸馏水中，水的离子积常数Kw=c(H)c(OH)=11014，100时，Kw=c(H)c(OH)=11012，故A错误；B25时，纯水中，水的离子积常数Kw=c(H)c(OH)=11014，故B正确；C25时，任何以水为溶剂的稀溶液中，水的离子积常数Kw=c(H)c(OH)=11014，故C正确；D水的电离是吸热过程，升高温度，平衡向电离方向移动，水的离子积常数Kw增大，故D正确；故选A。2

10、下列说法正确的是A1 molL-1的稀硫酸中存在OH-BKw=10-14适用于任何温度、任何溶液CKw随溶液中c(H)和c(OH-)的变化而改变D水的电离只受温度影响，酸碱性对其无影响【答案】A【详解】A1 molL-1的稀硫酸中有水存在，所以存在H2OH+OH-，从而存在OH-，A正确；B25时，水的离子积常数Kw=10-14，改变温度，Kw会发生改变，B不正确；CKw只受温度变化的影响，不受溶液的酸碱性的影响，当温度不变时Kw不变，它不随溶液中c(H)和c(OH-)的变化而变化，C不正确；D水的电离平衡可表示为H2OH+OH-，当温度改变时，平衡会发生移动，当改变溶液的酸碱性时，平衡也会发

11、生移动，D不正确；故选A。3在相同温度下，0.01 molL-1 NaOH溶液和0.01 molL-1的盐酸相比，下列说法正确的是A两溶液中由水电离的c(H+)都是1.010-12 molL-1BNaOH溶液和盐酸由水电离出c(OH-)分别为1.010-2 molL-1、1.010-12 molL-1C两溶液中由水电离出的c(H+)相等D两者都促进了水的电离【答案】C【详解】酸和碱的电离都会抑制水的电离，温度相同则Kw相同，0.01mol/L NaOH溶液中水电离出的c(H+)水=mol/L，0.01mol/L的盐酸溶液中水电离出的c(H+)水=c(OH-)水=mol/L，所以由水电离出的c(

12、H+)相等，但由于温度未知，所以无法确定具体值；综上所述答案为C。4水的电离过程为H2OH+OH-，在25时水的离子积为：Kw=1.010-14，在35时水的离子积为：Kw=2.110-14，则下列叙述正确的是A水的电离是个吸热过程B35时c(H+)c(OH-)Cc(H+)随着温度的升高而降低D35时的水比25时的水电离程度小【答案】A【详解】A升高温度，水的离子积常数增大，说明水的电离平衡正向移动，则水的电离是个吸热过程，故A正确； B35时水仍然为中性，c(H+)=c(OH-)，故B错误；C根据A项分析，升高温度，水的离子积常数增大，水的电离平衡正向移动，水电离出的c(H+)随着温度的升高

13、而增大，故C错误； D根据A项分析，升高温度，水的离子积常数增大，水的电离平衡正向移动，水的电离程度增大，则35时的水比25时的水电离程度大，故D错误；答案选A。5室温下，某溶液中由水电离出的为，下列离子一定不能大量存在的是ABCD【答案】A【分析】室温下，某溶液中由水电离出的氢离子浓度为11012mol/L说明该溶液可能为酸溶液，也可能为碱溶液，抑制水的电离。【详解】A硫氢根离子是弱酸的酸式酸根离子，既能与酸反应也能与碱反应，在酸溶液和碱溶液中均不能大量共存，故A符合题意；B醋酸根离子在酸溶液中不能大量共存，但在碱溶液中能大量共存，故B不符合题意；C铁离子在酸溶液中能大量共存，但在碱溶液中不

14、能大量共存，故C不符合题意；D铵根离子在碱溶液中不能大量共存，但在酸溶液中能大量共存，故D不符合题意；故选A。6（2021四川高二期中）最近科学杂志评出10大科技突破，其中“火星上找到水的影子”名列第一、下列关于水的说法中正确的是（pHlgc(H)）A水的电离过程需要通电B加入电解质一定会破坏水的电离平衡C的水一定呈中性D升高温度，纯水的值变小【答案】D【详解】A水的电离不需要通电，故A错误；B不是所有的电解质都能破环水的电离平衡，故B错误；C在100C时，纯水的pH=6，呈中性，该温度下pH=7时溶液呈碱性，温度未知，不能根据pH大小判断溶液酸碱性，故C错误；D升高温度，纯水的电离度增大，c

15、(H+)增大，值变小，故D正确；故选D。7在室温下，某溶液中由水电离出的H+浓度为1.010-13molL-1，则此溶液中一定不可能大量存在的离子组是AMg2+、NO、Cl-、Na+BAl3+、SO、Cl-、K+CNa+、Fe2+、SO、NODS2-、SO、K+、Na+【答案】C【详解】在室温下，某溶液中由水电离出的H+浓度为1.010-13molL-1，说明水的电离被抑制，可能为酸溶液，大量存在H+，也可能为碱溶液，大量存在OH-，A 当溶液为酸溶液时，Mg2+、NO、Cl-、Na+之间均不反应，当溶液为碱溶液时，Mg2+与OH-反应生成氢氧化镁沉淀，故该离子组可能大量共存，A不符合；B 当

16、溶液为酸溶液时，Al3+、SO、Cl-、K+之间均不反应，当溶液为碱溶液时，Al3+与OH-反应生成氢氧化铝沉淀，故该离子组可能大量共存，B不符合；C当溶液为酸溶液时，H+、Fe2+、NO发生氧化还原反应而不能大量共存，当溶液为碱溶液时，Fe2+与OH-反应生成氢氧化亚铁沉淀，故该离子组一定不可能大量共存，C符合；D 当溶液为酸溶液时，H+、S2-、SO发生氧化还原反应而不能大量共存，当溶液为碱溶液时，S2-、SO、K+、Na+之间均不反应，故该离子组可能大量共存，D不符合；故选C。8常温下，下列溶液中c(H+ )最小的是A0.01 molL-1 NaOH溶液Bc(H+)=110-3 molL

17、-1Cc(OH-)=110-11 molL-1Dc(OH-)= 110-14 molL-1【答案】A【详解】A0.01 molL-1 NaOH溶液中氢离子浓度为110-12molL-1；Bc(H+)=110-3molL-1；Cc(OH- )=110-11molL-1的溶液中氢离子浓度为：110-3molL-1；Dc(OH-)= 110-14 molL-1的溶液中氢离子浓度为：1molL-1；氢离子浓度越大，溶液酸性越强，各选项中氢离子浓度最小的为A，综上所述，故选A。9水的电离平衡为H2O= H+OH- H0，下列叙述正确的是A将水加热至100，水的pH=6，呈酸性B恒温下，向水中加入少量固体

18、KOH，水的电离平衡左移，水电离的c(OH-)减小C恒温下，向水中通入少量氨气，水的电离平衡左移，Kw减小D向水中通入少量H2S气体，H2S在溶液中的电离方程式为：H2S2H+S2-【答案】B【详解】A水的电离是吸热过程，加热促进电离，氢离子浓度增大，pH减小，但氢离子浓度与氢氧根离子浓度相等，溶液仍为中性，故A错误；B向水中加入少量KOH固体，KOH完全电离产生OH-，c(OH-)增大，水电离平衡逆向移动，水电离的c(OH-)减小，故B正确；C恒温下，向水中通入少量氨气，一水合氨电离出水OH-，水的电离平衡左移，但温度不变，Kw不变，故C错误；DH2S为弱酸，在溶液中不完全电离，以第一步电离

19、为主，电离方程式为：H2SH+HS-，故D错误；故选B。10关于水的电离，下列叙述中，正确的是A升高温度，Kw增大，c(H+)不变B向水中加入少量硫酸，c(H+)增大，Kw不变C向水中加入氨水，平衡向逆反应方向移动，c(OH-)降低D向水中加入少量固体NaCl，平衡向逆反应方向移动，c(H+)降低【答案】B【详解】A水的电离方程式：H2OH+OH-，Kw=c(OH-)c(H+)，常温下，水的离子积常数为Kw=10-14，水的电离为吸热过程，升高温度，Kw增大，氢离子浓度变大，故A错误；B向水中加入少量硫酸，水中氢离子浓度增大，抑制了水的电离，水中氢氧根离子浓度减小，由于温度不变，水的离子积Kw

20、不变，故B正确；C加入氨水，溶液的碱性增强，c(OH-)增大，抑制了水的电离，水的电离平衡逆向移动，故C错误；DNaCl为强酸强碱盐，向水中加入少量固体NaCl，平衡不移动，c(H+)不变，故D错误；故选B。11水的电离平衡曲线如图所示。下列说法错误的是 A图中对应点的温度关系为bca=dB纯水仅升高温度，可从a点变到b点C水的离子积常数Kw数值大小关系为bcdD在b点对应温度下，0.5 molL-1的H2SO4溶液与1 molL-1的KOH溶液等体积混合，混合后c(H+)=110-7 molL-1【答案】D【详解】A水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积

21、常数Kw数值的大小关系为bca=d，温度关系为bca=d，故A正确；Ba点和b点的c(H+)=c(OH-)相等，若纯水仅升高温度，水的离子积常数增大，可从a点变到b点，故B正确；C水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积常数增大，根据图中数据得出水的离子积常数Kw数值的大小关系为bca=d，所以bcd，故C正确；Db点的Kw=110-12，0.5molL-1的H2SO4溶液与1molL-1的KOH溶液等体积混合，充分反应后所得溶液显中性，pH=6，故D错误；答案选D。12下列说法正确的是A将水加热，Kw增大，水的电离程度增大，溶液仍呈中性，pH=7B25时，c(H+)=1.010-7 molL

22、-1的溶液一定呈中性C向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H+)增大，Kw增大D25时，向0.1 molL-1醋酸溶液中加水稀释，电离平衡正向移动，电离平衡常数增大【答案】B【详解】A水的电离是吸热过程，升高温度，促进水的电离，溶液中c(H+)增大，pH减小，水电离出的c(H+)=c(OH-)，Kw=c(H+)c(OH-)增大，故A错误；BKw=c(H+)c(OH-)，c(H+)=，说明溶液中c(H+)=c(OH-)，溶液呈中性，故B正确；C向水中加入少量盐酸溶液，溶液的c(H+)增大，抑制了水的电离，但温度不变，Kw不变，故C错误；D25时，向0.1 molL-1醋酸溶液中加水稀释，促进醋酸电

23、离，但温度不变，电离平衡常数不变，故D错误；故选B。13常温下在0.01mol/LHCl溶液中，c(OH-)=_，c(H+)=_，由水电离出的c(H+)=_，由水电离出的c(OH-)=_。在0.01mol/LNaOH溶液中，c(OH-)=_，c(H+)=_，由水电离出的c(H+)=_，由水电离出的c(OH-)=_。在0.01mol/LNaCl溶液中，c(OH-)=_，c(H+)=_，由水电离出的c(H+)=_，由水电离出的c(OH-)=_。【答案】10-12 0.01 10-12 10-12 0.01 10-12 10-12 10-12 10-7 10-7 10-7 10-7 【详解】盐酸是一

24、元强酸，盐酸的浓度为0.01mol/L，c(H+)=0.01mol/L，盐酸中的氢氧根离子完全来源于水的电离，且水中电离出的氢离子和氢氧根离子浓度一定相等，所以该溶液中水电离的氢离子和氢氧根离子浓度相等，均为10-12mol/L；氢氧化钠是一元强碱，氢氧化钠的浓度为0.01mol/L，c(OH-)=0.01mol/L，氢氧化钠中的氢离子完全来源于水的电离，且水中电离出的氢离子和氢氧根离子浓度一定相等，所以该溶液中水电离的氢离子和氢氧根离子浓度相等，均为10-12mol/L；在0.01mol/LNaCl溶液中，呈中性，氢离子和氢氧根离子全部来源于水的电离，并且氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，故。1

25、4某温度下，Kw=10-12。(1)若保持温度不变，向少量水中加入_g的NaOH固体，并加水至1 L，才能使溶液中水电离产生的H、OH-的浓度乘积即：c(H)水c(OH-)水=10-26。(2)若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中c(H)/c(OH-)=1010，则此时水电离的c(OH-)=_molL-1。(3)若保持温度不变，某溶液中c(H)为110-7molL-1，则该溶液显_性(选填“酸”、“碱”或“中”)。【答案】400 10-11 碱 【详解】(1)水溶液中水电离产生的H、OH-的浓度是相等的，当 c(H)水c(OH-)水=10-26时，可知c(H)水=10-13 mo

26、lL-1，该温度下，水的Kw=10-12，则溶液中的c(OH-)溶液= 10molL-1，所以需向1L水中加入10 mol的NaOH固体，其质量为400g。(2)向水中通入HCl气体，使溶液显酸性，则溶液中的OH-都来源于水，由 c(H)/c(OH-)=1010，c(H)c(OH-)=10-12，可计算出c(OH-)=10-11 molL-1。(3)此温度下Kw=10-12，c(H)为110-7molL-1，则溶液中的c(OH-)=110-5molL-1，c(OH-) c(H)，则该溶液显碱性。15某学生为探究的影响因素，做了以下实验。(1)查阅资料，不同温度下水的离子积常数如表所示。0102

27、0254050901000.1150.2960.6871.012.875.3137.154.5由此推出：随着温度的升高，的值_(填“增大”“减小”或“不变”，下同)；水的电离程度_；水的电离平衡向_(填“左”或“右”)移动，水的电离过程是_(填“吸热”或“放热”)过程。(2)取三只烧杯A、B、C，分别加入适量水，再向B、C烧杯中分别加入少量盐酸和NaOH溶液，分析并填写下表。A(纯水)B(加少量盐酸)C(加少量NaOH溶液)增大_增大和大小比较_水的电离平衡移动方向_综上所述，可得出如下结论：温度、_、_均能影响水的电离平衡。只受_的影响，而与其他因素无关。【答案】增大 增大 右 吸热 减小

28、减小 ，平衡向左移动，水的电离程度减小；加入少量盐酸，增大，=c(OH-)c(H+)不变，则减小，；= 【分析】水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则溶液的离子积常数增大，通过比较(t)时和25时Kw的值判断；通过比较溶液在该温度下氢离子浓度与氢氧根离子浓度的大小判断溶液的酸碱性；NaOH为强碱，抑制水电离；根据离子浓度对电离平衡的影响效果判断；酸或碱都抑制水电离，酸溶液中氢离子(氢氧根离子)浓度越大，其抑制水电离程度越大。溶液中水电离的c(H)和水电离c(OH)一直相等，则c(H)水c(OH)水，根据溶液组成分析计算。【详解】(1)水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，氢离子和氢氧根离子浓度增大，则水的离子积常数增大，25时纯水中，某温度(t)时，水的离子积常数，则该温度大于25，故答案为：；升温促进水的电离，Kw增大；(2)根据第(1)问可知，该温度下，c(H)1107 mol/L的溶液，c(OH)=1105 molL1，c(H)=，故答案为：=；