水的微弱电离

1 水的电离和溶液的PH

知识归纳：

一、水的电离

（1） 水是一种极微弱的电解质，只能微弱的电离，并存在着平衡。

水的电离方程式：H2O + H2O H3O+ + OH-

简写为：H2O H+ + OH-

（2）从纯水的导电性实验测得，25℃时，1L纯水中只有1×10—7mol H2O电离。

∴CH+ = COH-=1×10-7mol/L

而1L水的物质的量为55.6mol，这与发生电离的水1×10-7mol相比，水的电离部分忽略不计。所以，电离前后，水的物质的量几乎不变，可以看作是一个常数

CH+ ·COH-=KW

KW叫做水的离子积常数，简称水的离子积。

KW= CH+ ·COH-=1×10-7×1×10-7=1×10-14

水的离子积常数反映了一定温度下,水的H+ 浓度和OH- 浓度之间的关系。

二、影响水的电离的因素

① 加入酸或碱，抑制水的电离，KW不变；

② 加入某些盐，促进水的电离，KW不变；

③ 电离过程是一个吸热过程，升温能促进水的电离，KW增大，

在100℃时，KW =1×10－12。

④ 其它因素：如加入活泼金属，消耗H+，水的电离程度增大。

三、在酸、碱溶液中求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度的方法

依据：水的离子积常不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

例：0﹒1mol/LHCI中CH+ 以及水电离出的H+ 浓度和OH- 浓度

[分析]酸影响了水的电离，抑制了水的电离，水电离平衡向左移动。所以，酸电离出的CH+

很大，是主要的，水电离的CH+ 很小。所以溶液中CH+ 可以近似看作是酸电离出的H+浓度。

∴CH+=0﹒1mol/L

溶液中COH- =10-14/0﹒1=10-13 mol/L

此COH- 就是水电离出的OH- 浓度。

【例1】常温下，纯水中存在电离平衡：H2OH++OH-，请填空：

改变条件 水的电离平衡移动 Kw c(H+)总 c(OH-)总 水电离出的c(H+)

升温到100℃

通氯化氢 10-2 mol/L

加氢氧化钠固体 10-4 mol/L

加氯化钠固体 10-7 mol/L

【例2】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离生成的c(OH－)为（ ）

A.1.0×10－7 mol·Ｌ－1 B.1.0×10－6 mol·Ｌ－1

C.1.0×10－2 mol·Ｌ－1 D.1.0×10－12 mol·Ｌ－1

【例3】室温下，把1mL0.1mol/L的H2SO4加水稀释成2L溶液，在此溶液中由水电离产生的H+，其浓度接近于（ ）

A. 1×10-4 mol/L B. 1×10-8 mol/L

C. 1×10-11 mol/L D. 1×10-10 mol/L

【例4】将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c (SO42－）：c (H+)约为（ ）

A、1：1 B、1：2 C、1：10 D、10：1

【例5】弱酸HＹ溶液的pH=3.0，将其与等体积水混合后的pH范围是（ ）

A.3.0～3.3 B.3.3～3.5 C.3.5～4.0 D.3.7～4.3

【例6】将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积（ ）

A.a=b=100 mL B.a=b=1000 mL

C.a＜b D.a＞b

【例7】99mL0.1mol/L的盐酸和101mL0.05mol/L氢氧化钡溶液混合后，溶液的c(H+)为（ ）（不考虑混合时的体积变化）。

第二节 水的电离

大寺高级职业中学 侯田利

教学目标

1.知识目标

了解水的电离和水的离子积；

2.能力目标

培养学生的归纳思维能力及知识的综合应用能力。

3.情感目标

对学生进行对立统一及事物间相互联系与相互制约的辩证唯物主义观点的教育。

教学分析

本节内容包括水的电离、水的离子积、水的pH。只有认识水的电离平衡及其移动，才能从本质上认识溶液的酸碱性和pH值。本节的学习也为盐类的水解及电解等知识的教学奠定基础。

教学重点：水的电离与水的离子积。

教学难点：水的离子积。

教学过程

【导入】

展示图片：家用电器着火，能不能用水扑救.

引入水的电离

一、水的电离

［回顾实验］比较电解质的导电性实验。

现象：与纯水连接的灯泡发光很微弱。

说明：纯水能导电，但极微弱。

分析原因：纯水中导电的原因是什么？

结论：水是一种极弱电解质，存在有电离平衡。 [指出]精确的实验证明水具有微弱的导电性，水是弱电解质微弱的电离产生自由移动的离子H+、OH-，我们研究电解质溶液往往涉及溶液酸碱性，而这与水的电离产生H+、OH-有密切关系，为了从本质上认识溶液的酸碱性，我们需要了解水的电离情况。

[设问]水是弱电解质，写出水的电离方程式。

[讨论]弱电解质电离的特点。学生回答及补充。

完成练习

H2O+H2O H3O++OH-

或H2O H++OH-

【针对学生所做情况简要讲评。H+、OH-共存；逆、动、等、定、变】

[指出]精确的实验证明，纯水在25℃，1L纯水中只有1*10-7molH2O电离。

[展示]电离常数表达式材料。

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-)

由很少见的c(H2O)，学生讨论探究简化水的电离常数表达式。

二、水的离子积

[定义]Kw=c(H+)•c(OH-)，Kw叫做水的离子积常数或水的离子积。

1 2．等浓度的下列稀溶液：①乙酸 ②盐酸 ③碳酸 ④硫酸，它们的pH由小到大排列正确的是( )

A．①②③④ B．③①②④ C．④②③① D．④②①③

3．[双选]下列溶液一定呈酸性的是( )

A．c(H＋)＝10－6mol·L－1的溶液 B．pH<7的溶液 C．c(H＋)>c(OH－)的溶液 D．使紫色石蕊试液呈红色的溶液

4．下列说法正确的是( )

A．不能使酚酞变红的溶液一定呈酸性 B．某同学用pH试纸测得盐酸溶液的pH为10.6

C．某溶液中加入甲基橙后变黄色，则溶液一定呈碱性

D．某溶液中加入石蕊后变红色，加入甲基橙后呈黄色，则溶液pH在4.4～5之间

8．有一学生甲测某溶液的pH时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测；学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。

(1)你支持________(填“乙”或“丙”)同学的观点，原因是_____________________。

(2)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是________溶液，原因____________________________________________________________________________________________。

(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你________(填“能”或“不能”)区分0.1 mol·L－1的硫酸和0.01

mol·L－1的硫酸。若能，简述操作过程。_______________________。

A．紫色石蕊试液 B．蒸馏水 C．BaCl2溶液 D．pH试纸

答案：(1)丙 当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差 (2)盐酸 在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使得溶液中c(H＋)较盐酸溶液中c(H＋)大，误差较小 (3)能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 mol·L－1的硫酸