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2. 水的电离

水溶液中的离子平衡 · 高二
先确认一下:这一关能不能学
上面这几节是它的地基 —— 没通的话,补完再回来,比硬啃快得多。
讲清楚它是什么

定义 水分子间发生微弱自偶电离,生成水合氢离子和氢氧根离子的可逆过程。

从哪来 建立在“可逆反应”与“化学平衡常数”的基础上,将平衡理论应用于弱电解质体系。

为什么 水分子含有极性O-H键,在分子间碰撞或热运动作用下,一个水分子中的H⁺转移到另一个水分子上,形成H₃O⁺和OH⁻。由于水是极弱电解质,电离程度极小,且正逆反应速率相等,故处于动态平衡状态。

微观粒子碰撞模型法** 适合**形象思维强、抽象逻辑较弱**的学生。 **操作
用两个不同颜色的球代表水分子,演示一个球上的小球(H)弹射到另一个球上。强调“碰撞”和“转移”,让学生理解电离不是水分解成H₂和O₂,而是质子(H⁺)的转移。
数学平衡推导法** 适合**逻辑严密、擅长数学推导**的学生。 **操作
直接列出反应 H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻。引入平衡常数 K = [H⁺][OH⁻]/[H₂O]。指出纯水中[H₂O]约为55.6 mol/L,且变化极小,故将其并入常数,定义 Kw = [H⁺][OH⁻]。通过计算说明 Kw 仅与温度有关。
宏观性质反推法** 适合**实验观察能力强、喜欢从现象找本质**的学生。 **操作
展示纯水电导率极低但非零的实验数据。提问:为什么纯水能微弱导电?说明存在离子。再问:为什么加酸后导电性大增?说明酸提供了更多离子,抑制了水的电离(勒夏特列原理)。从宏观导电性反推微观电离平衡的移动。
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练一道
基础题
25℃时,纯水中 c(H⁺) = 1.0×10⁻⁷ mol/L,求 c(OH⁻) 及 Kw。
变式
25℃时,向 1 L 纯水中加入 0.1 mol HCl,求溶液中 c(OH⁻)。(忽略体积变化)
试试手自己判
检测题
25℃时,某溶液中 c(H⁺) = 1.0×10⁻⁵ mol/L,则该溶液显酸性还是碱性?c(OH⁻) 是多少?
看答案和判分标准
答案:酸性;1.0×10⁻⁹ mol/L。
判对标准:
1. 正确判断出 c(H⁺) > c(OH⁻)(或 c(H⁺) > 10⁻⁷),得出酸性结论(2分)。
2. 正确运用 Kw = 1.0×10⁻¹⁴ 计算出 c(OH⁻) = 1.0×10⁻⁹ mol/L(3分)。
3. 若学生回答“中性”或 c(OH⁻) = 10⁻⁷,判错,需重新讲解 Kw 的普适性。
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