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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第一课时水的电离
学习目标1.认识水的电离存在电离平衡,了解水的电离平衡的影响因素.2.知道水的离子积常数的表达式及其应用。3.了解溶液酸碱性的实质。4.了解pH的概念,了解测量溶液pH的方法,会计算溶液的pH。
水的导电性实验纯水大部分以H2O分子的形式存在,但其中也存在着极少量的离子。新课导入25°C,1L水只有10-7molH2O发生电离
1.水的电离方程式(1)图示(2)电离方程式:H2O+H2O?H3O++OH-,简写为H2O?H++OH-。(3)任何水溶液中,都存在H+、OH-、H2O三种微粒。一、水的电离
2.水的离子积常数(1)定义:在一定温度下,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,记作KW,叫做水的离子积常数,简称水的离子积。(2)表达式:KW=c(H+)·c(OH-)在25℃室温下,纯水中的c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1,KW=1.0×10-14?
(3)影响因素Kw只受温度影响。温度升高,水的离子积增大。T/℃01020254050100Kw/10-140.1140.2920.6811.002.925.4755.0(4)适用范围水的离子积不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
【思考与讨论】体系纯水(常温)加入少量盐酸(常温)加入少量NaOH溶液(常温)纯水(90℃)平衡移动方向c(H+)c(OH-)c(H+)和c(OH-)的大小比较溶液的酸碱性KW10-7mol/L中性10-7mol/Lc(H+)=c(OH-)减小增大增大减小碱性酸性c(H+)c(OH-)c(H+)c(OH-)(2)逆向移动逆向移动正向移动增大增大c(H+)=c(OH-)中性1×10-14不变不变增大(1)酸性溶液中是否存在OH-?碱性溶液中是否存在H+?试解释原因。存在H2O?H++OH-
增大c(H+),则平衡向左移动,水的电离被抑制,由于水的电离平衡仍然存在,Kw不变,则c(OH-)必然会减小。(2)加入酸H2O?H++OH-△H0(1)水电离吸热,升温将促进水的电离,故平衡右移。Kw增大3.影响水的电离平衡的因素(3)加入碱增大c(OH-),则平衡向左移动,水的电离被抑制,由于水的电离平衡仍然存在,Kw不变,则c(H+)必然会减小。
【例1】室温下,0.1mol/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-)水各多少拓展:溶液中水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算方法H2O?H++OH-HCl=H++Cl-c(H+)=c(H+)酸+c(H+)水≈c(H+)酸=0.1mol/Lc(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=1.0×10-13mol/Lc(H+)酸》c(H+)水酸溶液中的全部c(OH-)是水电离产生的【解析】
【例2】常温下,浓度为0.1mol·L-1的NaOH溶液中,c(H+)与c(OH-)各多少?由水电离出的c(H+)水与c(OH-)水各多少H2O?H++OH-NaOH=Na++OH-c(OH-)=c(OH-)碱+c(OH-)水≈c(OH-)碱=0.1mol/Lc(H+)=Kw/c(OH-)=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=1.0×10-13mol/Lc(OH-)碱》c(OH-)水碱溶液中的全部c(H+)是水电离产生的【解析】
小结:计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)时注意以下几点:(1)因为H2O?H++OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。(2)酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。(3)KW表达式中的c(H+)和c(OH-)是溶液中H+和OH-的总浓度。(4)酸溶液中Kw=c(H+)酸·c(OH-)水(忽略水电离出的H+的浓度),即c(H+)水=c(OH-)水=Kw/c(H+)酸。(5)碱溶液中Kw=c(H+)水·c(OH-)碱(忽略水电离出的OH-的浓度),即c(H+)水=Kw/c(OH-)碱。(6)由水电离c(H+)水=1.0×
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