化学课件：水的电离电解质在水溶液中的存在形态

第3章物质在水溶液中的行为第1节水与水溶液第1课时水的电离电解质在水溶液中的存在形态一、水的电离1.水的电离(1)电离特点:微弱,_____过程。(2)电离方程式:H2OH++OH-。2.水的离子积常数(1)水的离子积常数表达式为KW=________________。必备知识·素养奠基可逆c平(H+)c平(OH-)(2)KW的影响因素:影响因素条件改变平衡移动c平(H+)c平(OH-)KW温度升高温度向右增大增大变大降低温度向左减小减小变小酸碱性加酸向左增大减小不变加碱向左减小增大不变【微思考】只有在纯水中,才能使用KW=c平(H+)·c平(OH-)吗?提示:KW不仅适用于纯水,还适用于酸、碱及盐的稀溶液,且由水电离的c平(H+)水=c平(OH-)水。

二、电解质在水溶液中的存在形态1.强、弱电解质的概念(1)强电解质:在稀的水溶液中_________的电解质。(2)弱电解质:溶于水时_________的电解质。2.电解质与物质类别及在水溶液中的存在形态(1)强电解质和弱电解质。完全电离部分电离(2)电离方程式。书写电离方程式时,强电解质用“_______”,弱电解质用“_______”。如①NaCl的电离方程式为__________________。②醋酸和一水合氨的电离方程式分别为_______________________,______________________。

====NaCl====Na++Cl-CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2O+OH-【巧判断】(1)碳酸钙在水中溶解度很小,所以碳酸钙是弱电解质。 (

)提示:×。电解质的电离与其溶解性无关,某些难溶(或微溶)的盐,如BaSO4、CaCO3等,虽然其溶解度很小,但溶于水的部分完全电离,则属于强电解质。(2)氯气和氨气的水溶液导电性都很好,所以它们是强电解质。 (

)提示:×。导电性取决于离子所带的电荷数及离子浓度,Cl2既不是电解质也不是非电解质,氨气溶于水生成的NH3·H2O发生微弱电离,NH3·H2O属于弱电解质。(3)水难电离,纯水几乎不导电,所以水是弱电解质。 (

)提示:√。水能发生微弱的电离,属于弱电解质。3.溶剂化作用_______________与_________相互吸引的作用叫作溶剂化作用。电解质溶于水后形成的离子或分子实际是以_________或_________的形态存在。溶质分子或离子溶剂分子水合离子水合分子关键能力·素养形成知识点一水的电离平衡及影响因素【重点释疑】1.水的电离平衡规律(1)不同的溶液中,c平(H+)与c平(OH-)不一定相等,但由水电离产生的c平(H+)水与c平(OH-)水一定相等,判断溶液中水的电离程度时,看H+或OH-哪一个完全来源于水的电离:酸溶液中c平(OH-)或碱溶液中的c平(H+)来源于水的电离。(2)若水电离产生c平(H+)水=10-amol·L-1(a>7),说明水的电离受到了抑制,溶液可显酸性,也可显碱性。2.水的离子积常数(1)KW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℃时,KW=5.5×10-13mol2·L-2。(2)KW不仅适用于纯水,还适用于酸性或碱性的稀溶液,不管哪种溶液均有c平(H+)水=c平(OH-)水。如酸性溶液中,[c平(H+)酸+c平(H+)水]×c平(OH-)水=KW;碱性溶液中,[c平(OH-)碱+c平(OH-)水]×c平(H+)水=KW。(3)水的离子积常数揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已,并且在稀酸或稀碱溶液中,当温度为25℃时,水的离子积:KW=c平(H+)溶液×c平(OH-)溶液=1×10-14mol2·

仍为同一常数。3.外界条件对水的电离平衡的影响【思考·讨论】

(1)水的电离有什么特点?提示:水的电离是可逆的、吸热的、微弱的。(2)温度对水的电离产生何种影响?提示:水的电离过程是吸热的,所以加热可以促进水的电离,降温水的电离程度变小。

【案例示范】【典例】(2020·塘沽高二检测)2019年3月22日是第二十七届“世界水日”,3月22～28日是第三十二届“中国水周”。联合国确定2019年“世界水日”的宣传主题是“Leavingnoonebehind”(不让任何一个人掉队)。我国纪念2019年“世界水日”和“中国水周”活动的宣传主题为“坚持节水优先,强化水资源管理”。已知,25℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-

ΔH>0,下列叙述正确的是(

)A.向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c平(OH-)降低B.将水加热,KW

不变C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c平(H+)降低D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c平(H+)增大,KW不变【解题指南】解答本题注意以下两点:(1)水的电离平衡遵循化学平衡移动的一般规律。(2)KW只与温度有关。【解析】选D。水的电离平衡遵循化学平衡的一般规律,因此在水中加入物质,若增加OH-

或H+,则水的电离平衡逆向移动;若消耗OH-

或H+,则水的电离平衡正向移动。加入稀氨水,OH-

浓度增大,平衡逆向移动,故A错误;加入的CH3COO-

结合H+生成CH3COOH使H+

浓度降低,平衡正向移动,故C错误;因水的电离正向是吸热的,故升高温度,KW增大;温度不变,KW不变;故B错误,D正确。【母题追问】(1)若将选项A中的稀氨水改为盐酸或NaOH,水的电离平衡怎样移动?提示:水中加入盐酸,增大了H+浓度;加入NaOH

则增大OH-浓度,平衡均逆向移动。(2)为什么将水加热,KW增大?提示:水的电离正向是吸热的,故升高温度,平衡正向移动,c平(H+)和c平(OH-)均增大,依据KW=c平(H+)c平(OH-),KW增大。【迁移·应用】1.(2020·长沙高二检测)常温下,在0.01mol·L-1硫酸溶液中,水电离出的氢离子浓度是 (

)A.5×10-13mol·L-1 B.0.02mol·L-1C.1×10-7mol·L-1 D.1×10-12mol·L-1【解析】选A。Kw=1.0×10-14mol2·L-2,c平(H+)=0.02mol·L-1,c平(H+)水=c平(OH-)水=Kw/c平(H+)=5×10-13mol·L-1。

2.下列说法正确的是 (

)A.水的离子积KW随温度的改变而变化B.25℃时,只有在纯水中,才有KW=1×10-14mol2·L-2C.任何温度下,在酸、碱、盐稀溶液中,都有KW=1×10-14mol2·L-2D.NaCl溶液中既无OH-也无H+【解析】选A。25℃时,任何物质稀溶液都有KW=1.0×10-14(mol·L-1)2,B错;温度升高,KW增大,温度降低,KW减小,C错;酸、碱、盐溶液中都存在OH-和H+,D错。【补偿训练】常温下,在0.1mol·L-1的CH3COOH溶液中,水的离子积是 (

)A.1×10-14mol2·L-2 B.1×10-13mol2·L-2C.1.32×10-14mol2·L-2 D.1.32×10-15mol2·L-2【解析】选A。在一定温度下,水的离子积是一个常数,它不仅适用于纯水,也适用于稀的酸、碱、盐的溶液。

知识点二电解质的分类与电离【重点释疑】1.强电解质与弱电解质的比较强电解质弱电解质概念溶于水时完全电离的电解质溶于水后只有部分电离的电解质化合物类型离子化合物、共价化合物共价化合物电离程度完全电离部分电离溶液中存在的微粒(水分子不计)只有电离出的阴、阳离子,不存在电解质分子既有电离出的阴、阳离子,又有电解质分子强电解质弱电解质实例盐(包括难溶性盐);强酸:HNO3、H2SO4等;强碱:KOH、NaOH、Ba(OH)2等弱酸:H2CO3、CH3COOH、HClO等;弱碱:NH3·H2O、Cu(OH)2、Fe(OH)3等2.对强、弱电解质的理解(1)电解质的强弱与溶解性无关。某些盐如BaSO4、CaCO3等,虽难溶于水却是强电解质;而如CH3COOH、NH3·H2O尽管易溶于水,却部分电离,是弱电解质。(2)电解质的强弱与溶液的导电性没有必然联系。溶液导电能力的强弱由溶液中自由离子的浓度和离子所带电荷多少决定,很稀的强电解质溶液导电性很弱,浓度较大的弱电解质溶液导电性可能较强,弱电解质溶液的导电能力不一定弱。3.电离方程式的书写类型电离方程式的特点典型例子强电解质完全电离,电离方程式写“

====”H2SO4====2H++NaOH====Na++OH-NaHSO4====Na++H++弱电解质一元弱酸或弱碱不完全电离,电离方程式写“”CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2O+OH-多元弱酸分步电离,以第一步为主,电离方程式写“”H2CO3H++(主)H++(次)多元弱碱用一步电离表示,且电离方程式写“”Cu(OH)2Cu2++2OH-【思考·讨论】(1)电解质的强弱与物质的溶解度的大小有没有关系?为什么?提示:电解质的强弱与溶解度的大小无关。如难溶盐BaSO4属强电解质,HF易溶于水,但是弱电解质。(2)活泼金属的氧化物是否是电解质?为什么?提示:活泼金属氧化物是电解质,是因为其在熔融状态下能发生电离。

【案例示范】【典例】人体内包含钠、钾和钙等矿物质,人们通过饮食获得它们。血液和尿液等体液中都含有这些矿物质。身体需要一定数量的矿物质和盐(也称为电解质)。然而,有时会因为某些特殊原因导致电解质增加或减少,这种情况就被称为电解质紊乱。临床上常见的水与电解质代谢紊乱有高渗性脱水、低渗性脱水、等渗性脱水、水肿、水中毒、低钾血症和高钾血症等。现有下列物质①NaCl晶体②液态SO2

③纯醋酸④硫酸钡⑤铜⑥乙醇⑦熔化的KCl

⑧NaOH溶液⑨氯气⑩氢氧化铁请用以上物质回答下列问题。(填序号)(1)以上物质中属于强电解质且在上述状态下能导电的有哪些?(2)以上物质属于弱电解质的是哪些?(3)以上物质中属于非电解质但溶于水能导电的有哪些?【解析】①NaCl晶体是电解质,因没有自由移动的离子,所以不导电,因其在水中能完全电离出自由移动的离子,属于强电解质;②液态SO2中没有自由移动的离子,不导电,在水中反应生成H2SO3发生电离,则属于非电解质;③纯醋酸中没有自由移动的离子,不能导电,但其符合水溶液能导电的化合物,则属于电解质,又在水中不能完全电离,则属于弱电解质;④硫酸钡中没有自由移动的离子,所以不能导电,但其在熔融状态能导电,所以是电解质,又在水中能完全电离,则属于强电解质;⑤铜中存在自由移动的电子,能导电,但属于单质,则既不是电解质,也不是非电解质;⑥乙醇中不存在带电微粒,不导电,且是在水溶液中和熔融状态下都不能导电的化合物,则属于非电解质;⑦熔化的KCl中存在自由移动的离子,能导电,且属于化合物,则属于电解质,熔化时完全电离属于强电解质;⑧NaOH溶液中存在自由移动的离子,能导电,但溶液属于混合物,既不是电解质,也不是非电解质;⑨氯气是由分子构成的物质,不导电,且属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;⑩氢氧化铁中带电的微粒不能自由移动,不能导电,但其在熔融状态能导电,所以是电解质,又在水中不能完全电离,则属于弱电解质。答案:(1)⑦

(2)③⑩

(3)②【规律方法】判断电解质强弱时注意的问题(1)电解质的强弱与溶液导电能力没有必然联系。电解质溶液的导电能力与离子浓度和离子所带电荷总数有关,强电解质溶液的导电能力不一定强。(2)电解质的强弱与其溶解度无关。某些难溶盐,虽然溶解度小,但其溶于水的部分完全电离,属于强电解质,如BaSO4等。有少数盐尽管能溶于水,但只有部分电离,属于弱电解质,如(CH3COO)2Pb等。(3)强电解质不一定是离子化合物,某些具有强极性键的化合物也是强电解质,如HCl。(4)强电解质在熔融状态下不一定电离。若电解质为离子化合物,在熔融状态能电离,若电解质为共价化合物,在液态不电离。【迁移·应用】1.下列物质的分类组合全部正确的是 (

)选项强电解质弱电解质非电解质ANaClHFCl2BNaHCO3NH3·H2OCCl4CBa(OH)2HClCuDAgClH2SHClO【解析】选B。A、C选项中的Cl2、Cu是单质,既不是电解质也不是非电解质;D选项中的HClO是弱电解质。2.(2020·惠州高二检测)有下列电解质:①氯化铵②氢氧化钠③H2S

④碳酸氢钠⑤磷酸⑥硫酸请用以上物质的序号,填写下列空白:(1)属于强电解质的有_______________________________________;

(2)属于弱电解质的有_______________________________________。

【解析】强酸(H2SO4)、强碱(NaOH)、盐(NH4Cl、NaHCO3)属于强电解质;弱酸(H3PO4)属于弱电解质。答案:(1)①②④⑥

(2)③⑤【补偿训练】醋酸铅因有甜味而被称为“铅糖”,它有毒但能入药,又知(CH3COO)2Pb可溶于水,硝酸铅与醋酸钠溶液反应的离子方程式为Pb2++2CH3COO-====(CH3COO)2Pb。下列有关说法中不正确的是 (

)A.0.1mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1mol·L-1B.“铅糖”是强电解质C.“铅糖”是共价化合物D.“铅糖”的溶液可能不导电【解析】选B。醋酸铅是弱电解质,存在部分电离,0.1mol·L-1的“铅糖”溶液中c(Pb2+)<0.1mol·L-1,A正确;(CH3COO)2Pb溶液中存在电离平衡,属于弱电解质,B错误;醋酸铅是弱电解质,溶液中存在分子,是共价化合物,C正确;醋酸铅是弱电解质,醋酸铅是共价化合物,溶解性小,溶液中离子浓度很小,“铅糖”的溶液可能不导电,D正确。【课堂回眸】课堂检测·素养达标1.(改编题)生命起源于浩瀚的海洋,中国的老子提出:水为五行之首,万物之始。

已知,在25℃和80℃的纯水中,c平(H+)的关系是 (

)A.前者大B.前者小C.相等 D.不能肯定【解析】选B。水的电离是吸热过程,温度越高,KW越大,c平(H+)越大。2.(2020·南京高二检测)下列说法正确的是 (

)A.CO2的水溶液能导电,所以CO2是电解质B.BaSO4不溶于水,其水溶液的导电能力极弱,所以BaSO4是弱电解质C.液溴不导电,所以溴是非电解质D.强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强【解析】选D。A中是因CO2+H2OH2CO3,H2CO3电离出H+和

,又电离出H+和

,从而使溶液导电,而不是CO2自身电离,因此H2CO3是电解质,而CO2是非电解质,A错误;电解质强弱的划分是根据其电离的程度,而不是根据其溶解度的大小,BaSO4的溶解度很小,但溶于水的部分完全电离,所以BaSO4是强电解质,但其溶液导电能力差,B错误;电解质和非电解质都是化合物,液溴是单质,C错误;电解质溶液导电能力的强弱与溶液中自由移动的离子的浓度以及离子所带的电荷数多少有关,所以强电解质溶液的导电能力不一定比弱电解质溶液的导电能力强,D正确。3.向蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是 (

)A.c平(H+)·c平(OH-)不变 B.溶液中c平(H+)增加了C.c平(OH-)降低了 D.水电离出的c平(H+)增加了【解析】选D。水的电离逆向移动,水电离产生的H+、OH-浓度均减小,但溶液的酸性增强,溶液中c平(H+)增加,B、C正确,D错误;因水的离子积常数只受温度影响,故A正确。4.(2020·三门峡高二检测)下列电解质在水溶液中的电离方程式书写正确的是 (

)A.NaHSO4====Na++B.KHCO3====K++C.CH3COOH====H++CH3COO-D.HNO3H++【解析】选B。NaHSO4在水溶液中完全电离为Na+、H+和

,A项错误;KHCO3为弱酸的酸式盐,溶于水完全电离为K+和

,只能微弱电离为H+和

,即KHCO3在溶液中主要以

形式存在,B项正确;CH3COOH为弱酸,应用“”表示,C项错误;HNO3属于强电解质,完全电离,应用“====”表示,D项错误。5.下列操作中,能影响水的电离平衡,并使溶液中c平(H+)>c平(OH-)