高中化学 311 水的电离溶液的酸碱性学案 鲁科版选修4.docx
- 文档编号:2903042
- 上传时间:2022-11-16
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:74.21KB
高中化学 311 水的电离溶液的酸碱性学案 鲁科版选修4.docx
《高中化学 311 水的电离溶液的酸碱性学案 鲁科版选修4.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中化学 311 水的电离溶液的酸碱性学案 鲁科版选修4.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中化学311水的电离溶液的酸碱性学案鲁科版选修4
第1课时 水的电离、溶液的酸碱性
[学习目标定位] 熟悉水的电离,会正确书写水的电离方程式,会分析外界因素对水的电离平衡的影响,能正确书写水的离子积常数表达式,知道溶液酸碱性与pH的关系。
1.化学反应平衡:
对于2HI(g)H2(g)+I2(g) ΔH>0在一定条件下反应达到平衡,平衡常数的表达式为K=[H2]·[I2]/[HI]2。
分析下列条件的改变对此反应平衡的移动及平衡常数的影响:
(1)升高温度,平衡向右移动,平衡常数K增大。
(2)通入氢气,平衡向左移动,平衡常数K不变。
(3)增大压强,平衡不移动,平衡常数K不变。
2.化合物按照其在水溶液或熔融状态下能否导电,可分为电解质和非电解质。
判断下列结论的正误:
(1)电解质和非电解质都是化合物(√)
(2)电解质溶于水后电离产生自由移动的离子而导电(√)
(3)酸、碱、盐、氧化物都是电解质(×)
(4)电解质不一定能导电,能导电的物质不一定是电解质(√)
探究点一 水的电离
1.水是一种极弱的电解质,能够微弱的电离产生H+和OH-,其过程是可逆过程。
请你据此写出水的电离方程式H2OH++OH-,当水电离产生H+和OH-的速率与H+和OH-结合成水分子的速率相等时,水的电离达到了平衡状态。
(1)水的电离平衡常数表达式是K电离=
。
(2)请你根据水的电离平衡常数表达式,推导并写出水的离子积常数的表达式Kw=[H+][OH-]。
(3)常温下,水的离子积常数Kw=1.0×10-14mol2·L-2,则纯水中[H+]是1.0×10-7_mol·L-1;若某酸溶液中[H+]=1.0×10-4mol·L-1,则溶液中[OH-]为1.0×10-10_mol·L-1。
2.分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OH++OH-的影响,并填写下表:
改变条件
电离平衡
溶液中[H+]
溶液中[OH-]
pH
溶液的酸碱性
Kw
升高温度
右移
增大
增大
减小
中性
增大
加入酸
左移
增大
减小
减小
酸性
不变
加入碱
左移
减小
增大
增大
碱性
不变
加入钠
右移
减小
增大
增大
碱性
不变
[归纳总结]
1.水的离子积常数Kw=[H+][OH-]
(1)Kw只与温度有关,温度升高,Kw增大。
(2)常温时,Kw=1.0×10-14mol2·L-2,不仅适用于纯水,还适用于酸、碱的稀溶液。
(3)不同溶液中,[H+]、[OH-]可能不同,但任何溶液中由水电离出的[H+]与[OH-]总是相等的。
2.外界条件对水的电离平衡的影响
(1)因水的电离是吸热过程,故温度升高,会促进水的电离,[H+]、[OH-]都增大,水仍呈中性。
(2)外加酸(或碱),水中[H+]或[OH-]增大,会抑制水的电离,水的电离程度减小,Kw不变。
[活学活用]
1.下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是( )
A.因为水的离子积常数的表达式是Kw=[H+][OH-],所以Kw随溶液中[H+]和[OH-]的变化而变化
B.水的离子积Kw与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量
C.水的离子积常数仅仅是温度的函数,随着温度的变化而变化
D.水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
答案 C
解析 水的离子积常数Kw=K电离[H2O]。
一定温度下K电离和[H2O]都是不变的常数,所以Kw仅仅是温度的函数。
水的离子积常数的表达式是Kw=[H+][OH-],但是只要温度一定,Kw就是不变的常数。
溶液中H+的浓度变大,OH-的浓度就变小,反之亦然。
探究点二 电解质在水溶液中的存在形态
分别试验等体积等浓度的盐酸、醋酸溶液与等量镁条的反应,并测定两种酸溶液的pH。
填写下表:
1mol·L-1HCl
1mol·L-1CH3COOH
实验操作
与镁反应
现象
产生无色气泡且较快
产生无色气泡且较慢
结论
Mg与盐酸反应速率大,表明盐酸中[H+]较大
溶液的pH
数值
不相同(填“相同”或“不相同”)
结论
相同物质的量浓度的盐酸和醋酸中[H+]不相同(填“相同”或“不相同”)
实验总结论
不同的电解质在溶液中电离程度不同,HCl比CH3COOH电离程度大
[归纳总结]
强电解质与弱电解质
(1)分类依据
根据电解质在水溶液中是否全部电离,可把电解质分为强电解质和弱电解质。
(2)强电解质:
在稀的水溶液中完全电离的电解质。
强电解质在水溶液中全部以离子的形态存在。
常见的强电解质有强酸、强碱和大多数的盐。
(3)弱电解质:
在水溶液中部分电离的电解质。
弱电解质的电离过程是可逆的,存在电离平衡,溶液中存在弱电解质的分子及其电离产生的离子。
常见的弱电解质有弱酸、弱碱和水。
[活学活用]
2.下列关于强、弱电解质的叙述中正确的是( )
A.强电解质都是离子化合物,弱电解质都是共价化合物
B.强电解质都是可溶性化合物,弱电解质都是难溶性化合物
C.强电解质熔化时都完全电离,弱电解质在水溶液中部分电离
D.强电解质不一定能导电,弱电解质溶液的导电能力不一定比强电解质弱
答案 D
解析 判断强、弱电解质的根本依据是看电解质在水中是否完全电离,与其溶解度、浓度大小及水溶液导电能力的强弱无关。
强极性的共价化合物如HCl也是强电解质,A错误;强、弱电解质与溶解性无关,B错误;溶于水或熔化时完全电离的电解质是强电解质,C错误;电解质导电是有条件的,溶液的导电性与溶液中离子所带的电荷浓度有关,D正确。
探究点三 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性是由溶液中[H+]与[OH-]的相对大小决定的。
请填写下表:
[H+]与[OH-]相对大小
[H+]的范围(25℃)
中性溶液
[OH-]=[H+]
[H+]=1.0×10-7mol·L-1
酸性溶液
[OH-]<[H+]
[H+]>1.0×10-7mol·L-1
碱性溶液
[OH-]>[H+]
[H+]<1.0×10-7mol·L-1
2.溶液的pH
(1)定义:
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=-lg[H+]。
(2)pH与溶液酸碱性的关系
(3)pH的取值范围为0~14,即只适用于[H+]≤1mol·L-1或[OH-]≤1mol·L-1的电解质溶液,当[H+]或[OH-]≥1mol·L-1时,直接用[H+]或[OH-]表示溶液的酸碱性。
3.溶液酸碱性的测定方法
(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)。
指示剂
变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>10.0红色
甲基橙
<3.1红色
3.1~4.4橙色
>4.4黄色
(2)利用pH试纸测定,使用的正确操作为用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH。
(3)利用pH计测定,仪器pH计可精确测定试液的pH(读至小数点后2位)。
[归纳总结]
溶液酸碱性的判断
(1)在25℃的溶液中:
pH<7 溶液呈酸性,pH越小,[H+]越大,溶液的酸性越强。
pH=7 溶液呈中性,[H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1。
pH>7 溶液呈碱性,pH越大,[OH-]越大,溶液的碱性越强。
(2)在任意温度下的溶液中:
[H+]>[OH-] 溶液呈酸性
[H+]=[OH-] 溶液呈中性
[H+]<[OH-] 溶液呈碱性
用[H+]、[OH-]的相对大小来判断溶液酸碱性,则不受温度影响。
[活学活用]
3.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )
A.pH=7的溶液呈中性
B.中性溶液中一定有[H+]=1.0×10-7mol·L-1
C.[OH-]=[H+]的溶液呈中性
D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
答案 C
解析 A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中[H+]和[OH-]一定相等,但并不一定[OH-]=[H+]=1.0×10-7mol·L-1,所以B项错,C项正确;100℃的纯水中,虽然pH<7,但[H+]=[OH-],还是中性,所以D错误。
1.下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式:
H2O===H++OH-
B.升高温度,水的电离程度增大
C.在NaOH溶液中没有H+
D.在HCl溶液中没有OH-
答案 B
解析 水是弱电解质,只有少部分电离,应用“”表示,故A错;水的电离是吸热的,所以升高温度,电离程度增大,B正确;在NaOH溶液中[OH-]>[H+],在HCl溶液中[OH-]<[H+],在酸、碱溶液中都存在H+和OH-,所以C、D项错误。
2.下列溶液一定显酸性的是( )
A.溶液中[OH-]>[H+]
B.滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液
C.溶液中[H+]=10-6mol·L-1
D.pH<7的溶液
答案 B
解析 判断溶液酸碱性的关键是看[H+]和[OH-]的相对大小,若[H+]>[OH-],溶液呈酸性;而pH<7或[H+]>10-7mol·L-1,仅适用于常温时,若温度不确
定,就不能用来判断溶液的酸碱性;而B项中溶液可使紫色石蕊试液变红,则该溶液为酸性。
3.某温度下纯水中[H+]=2×10-7mol·L-1,则此时[OH-]=____________;该温度下向纯水中加盐酸使[H+]=5×10-6mol·L-1,则此时[OH-]=______________。
答案 2×10-7mol·L-1 8×10-9mol·L-1
解析 纯水中[H+]=[OH-],则[OH-]=2×10-7mol·L-1;由于该温度下[H+]=[OH-]=2×10-7mol·L-1,则Kw=4×10-14mol2·L-2,那么加入盐酸后,[OH-]=
mol·L-1=8×10-9mol·L-1。
4.现有如下各化合物:
①酒精 ②氯化铵 ③氢氧化钡 ④氨水 ⑤H2SO4 ⑥铜 ⑦H3PO4 ⑧二氧化碳
请用物质序号填空:
(1)属于电解质的有______________。
(2)属于非电解质的有______________。
(3)属于强电解质的有__________。
(4)属于弱电解质的有__________。
答案
(1)②③⑤⑦
(2)①⑧ (3)②③⑤ (4)⑦
[基础过关]
一、水的离子积的应用
1.如果25℃时,Kw=1.0×10-14mol2·L-2,某温度下Kw=1.0×10-12mol2·L-2。
这说明( )
A.某温度下的电离常数较大
B.前者的[H+]较后者大
C.水的电离过程是一个放热过程
D.Kw和K电离无直接关系
答案 A
解析 由Kw导出过程可知,Kw和K电离是有直接关系的两个量Kw=K电离[H2O]。
2.水的电离过程为H2OH++OH-,在25℃时,水的离子积Kw(25℃)=1×10-14mol2·L-2;在35℃时,水的离子积Kw(35℃)=2.1×10-14mol2·L-2,则下列叙述正确的是( )
A.[H+]随着温度的升高而降低
B.35℃时,[H+]<[OH-]
C.35℃时的水比25℃时的水电离程度小
D.水的电离是吸热的
答案 D
解析 由题中条件可以看出,温度升高时,Kw增大;25℃时,[H+]=[OH-]=1×10-7mol·L-1;35℃时,[H+]=[OH
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中化学 311 水的电离溶液的酸碱性学案 鲁科版选修4 电离 溶液 酸碱 性学 鲁科版 选修