水的电离与水的离子积常数docx.docx

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水的电离与水的离子积常数

1.水的电离

水是极弱的电解质，水的电离方程式为

＋

－

或H2O

＋

－

。

H2O＋H2OH3O

＋OH

H

＋OH

2.水的离子积常数

Kw＝c（H＋）·c（OH－）。

（1）室温下：

Kw＝1×10

－14

。

（2）影响因素：

只与温度有关，升高温度，

Kw增大。

（3）适用范围：

Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

（4）Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw不变。

3.影响水电离平衡的因素

填写外界条件对水电离平衡的具体影响

体系变化

平衡移动方向

Kw

－

＋

水的电离程度

条件

c（OH）

c（H）

HCl

逆

不变

减小

减小

增大

NaOH

逆

不变

减小

增大

减小

Na2CO3

正

不变

增大

增大

减小

可水解的盐

NH4Cl

正

不变

增大

减小

增大

升温

正

增大

增大

增大

增大

温度

降温

逆

减小

减小

减小

减小

其他：

如加入Na

正

不变

增大

增大

减小

（1）温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等（×）

＋

－6

－1

（2）100℃的纯水中c（H）＝1×10

molL·，此时水呈酸性（×）

（3）在蒸馏水中滴加浓

H2SO4，Kw不变（×）

（4）NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同（×）

（5）室温下，0.1mol

－

－

1的NaOH溶液中水的电离程度相等（√）

L·1

的HCl溶液与0.1mol·L

（6）任何水溶液中均存在

H＋和OH－，且水电离出的

c（H＋）和c（OH－）相等（√）

1.Kw＝c（H＋）·c（OH－）中，H＋和OH－一定由水电离出来的吗？

答案不一定，如酸溶液中H＋由酸和水电离产生，碱溶液中OH－由碱和水电离产生，只要

是水溶液必定有

H＋和OH－，当溶液浓度不大时，总有

Kw＝c（H＋）·c（OH－）

2.25℃，pH＝

3的某溶液中，H2O电离出的

＋

浓度为多少？

H

答案

（1）若为水解呈酸性的盐溶液，促进水的电离，由水电离出的

c

＋

－3

－1

水

（H

）＝1×10molL·

。

Kw

－14

（2）若为酸，抑制水的电离，由水电离出的

＋

－

＝

1×10

mol·L

－1

＝

c水（H）＝c（OH

）＝

cH

＋

－3

1×10

1×10

－11

－1

。

mol·L

题组一

影响水电离平衡的因素及结果判断

1.25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：

①

NaCl

②NaOH

③H2SO4

④（NH4）2SO4，其

中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是

（

）

A.④＞③＞②＞①B.②＞③＞①＞④

C.④＞①＞②＞③

D.③＞②＞①＞④

答案

C

解析

②③分别为碱、酸，抑制水的电离；

④中NH4＋水解促进水的电离，

①NaCl不影响水

的电离。

2.25℃时，某溶液中由水电离产生的

c（H＋）和c（OH－）的乘积为

1×10

－18，下列说法正确的是

（）

A.该溶液的pH可能是5

B.此溶液不存在

C.该溶液的pH一定是9

D.该溶液的pH可能为7

答案

A

解析

由题意可知该溶液中由水电离产生的

＋

－

－9

－1

c（H

）＝c（OH）＝1×10

mol·L，该溶液中水

的电离受到抑制，可能是酸溶液，也可能是碱溶液。

若为酸溶液，则

pH＝5；若为碱溶液，

则pH＝9，故A项正确。

3.（2018北·京东城区质检）如图表示水中

＋

）和c（OH

－

c（H

）的关系，下列判断错误的是（）

＋－

A.两条曲线间任意点均有c（H）·c（OH）＝Kw

B.M区域内任意点均有

＋

－

c（H）＜c（OH

）

C.图中T1＜T2

D.XZ线上任意点均有

pH＝7

答案D

解析由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有

＋

－

c（H）·c（OH

）＝Kw，A项正确；由图中

纵横轴的大小可知

M区域内任意点均有

c（H＋）＜c（OH－），B项正确；温度越高，水的电离程

度越大，电离出的

c（H＋）与c（OH－）越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线上任意点都有c（H＋）

－

＋

－

－

1时，才有pH＝7，D项错误。

＝c（OH），只有当

c（H

）＝10

7molL·

正确理解水的电离平衡曲线

（1）曲线上任意点的Kw都相同，即c（H＋）·c（OH－）相同，温度相同。

（2）曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。

（3）实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的

转化一定得改变温度。

题组二

水电离出的c（H＋）或c（OH－）的定量计算

4.（2018韶·关模拟）已知NaHSO4在水中的电离方程式为

＋

＋

2－

。

某温度

NaHSO4===Na

＋H

＋SO4

下，向c（H＋）＝1×10

－6

mol·L－1的蒸馏水中加入

NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的

＋

－2

－1

。

下列对该溶液的叙述不正确的是（

）

c（H

）＝1×10molL·

A.该温度高于25℃

＋

的浓度为1×10

－

－

B.由水电离出来的H

10molL·

1

C.加入NaHSO4晶体抑制水的电离

D.取该溶液加水稀释

100倍，溶液中的

－

c（OH）减小

答案

D

解析

－6

－6

1×10

－12

，温度高于25℃；B、C项，NaHSO4电离出

A项，Kw＝1×10×1×

10＝

的H

抑制H2O电离，c（H+）HO

＝c（OH）＝1×10

10

molL·

1；D项，加H2O稀释，c（H）减

＋

－

－

－

＋

2

小，而c（OH－）增大。

5.（2018长·沙市雅礼中学检测）25

℃时，在等体积的①

pH＝0

的H2SO4溶液、②0.05mol·L－1

的Ba（OH）2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物

质的量之比是（）

A.1∶10∶1010∶109

B.1∶5∶（5×109）∶（5×108）

C.1∶20∶1010∶109

D.1∶10∶104∶109

答案A

解析H2SO4与Ba（OH）2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。

25℃时，pH＝0的

－14

H2SO4溶液中：

c（H2O）电离＝c（OH

－

10

－1

－14

－1

－1

的Ba（OH）2

）＝

10

0

mol·L

＝10

molL·；0.05mol·L

－14

＋

）＝

10

－1

－13

－1

溶液中：

c（H2O）电离＝c（H

0.1

mol·L＝10

molL·；pH＝10的Na2S溶液中：

c（H2O）电离

－

－4

－1

＋

－5

－1

。

它

＝c（OH）＝10

molL·；pH＝5

的NH4NO3的溶液中：

c（H2O）电离＝c（H

）＝10mol·L

们的物质的量之比为

10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。

水电离的c（H＋）或c（OH－）的计算技巧（25℃时）

＋

－

－7

－1

（1）中性溶液：

c（H）＝c（OH

）＝1.0×10

mol·L

。

（2）酸或碱抑制水的电离，水电离出的

c（H＋）＝c（OH－）＜10

－7

mol·L－1，当溶液中的

c（H＋）＜

10

－

－

＋

＋

－

－

1时，就用

10

－

14除以

7

mol·L

1时就是水电离出的c（H

）；当溶液中的c（H）＞10

7

molL·

这个浓度即得到水电离的

c（H＋）。

（3）可水解的盐促进水的电离，

＋

－

－7

mol

－1

＋

水电离的c（H）或c（OH

）均大于

10

·L。

若给出的

c（H）

＞10－7

mol·L－1，即为水电离的c（H＋）；若给出的c（H＋）＜10

－7

mol·L－1，就用10－14除以这个

浓度即得水电离的c（H＋）。

题组三

酸碱中和反应过程中水电离

c（H

＋

）变化分析

6.常温下，向20mL0.1mol

－1

＋

L·氨水溶液中滴加盐酸，

溶液中由水电离出的c（H）随加入盐酸

体积的变化如图所示。

则下列说法正确的是

（

）

A.b、d两点为恰好完全反应点

＋

－

）

B.c点溶液中，c（NH4）＝c（Cl

C.a、b之间的任意一点：

c（Cl

－

＋

＋

）＞c（OH

－

）＞c（NH4

），c（H

）

－

K约为1×10

－

D.常温下，0.1molL·1氨水的电离常数

5

答案

D

解析

向氨水中逐滴加入盐酸，水的电离程度由小逐渐变大，后又逐渐减小；

b点表示过量

氨水的电离与

NH4＋的水解程度相互

“抵消”；随着NH4＋的水解占优势，c点NH4＋的水解程度

达到最大，也是恰好反应点；再继续加入盐酸，盐酸过量抑制水的电离。

根据以上分析可知，

＋

＋

－

b点氨水过量，d点盐酸过量，A项错误；c点溶质是NH4Cl，因NH4

水解，故c（NH4）＜c（Cl），

B项错误；a、b之间氨水电离占优势，

－

＋

＋

－

c（Cl

）＜c（NH4），c（H）＜c（OH

），C项错误；a点，

＋

－

－1

－1

－1

溶液中c（NH4）≈c（OH

），c（NH3·H2O）＝0.1mol

L·－0.001mol·L

≈0.1mol·L，则氨水的

cNH4·cOH

10

－

3×10

－

3

－5

＋

－

电离常数K＝

cNH3·H2O

＝

0.1

＝10

，D项正确。

7.（2018石·家庄一模）常温下，向20.00mL0.1mol

－1

溶液中滴入

－1

L·HA

0.1molL·NaOH溶液，

＋

溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lgc水（H）]与所加NaOH溶液体积的关系如图所

示，下列说法中不正确的是（）

－5

A.常温下，Ka（HA）约为10

B.M、P两点溶液对应的

pH＝7

C.b＝20.00

D.M点后溶液中均存在

＋

－

c（Na

）＞c（A）

答案

B

1HA

11mol·L

1，根据

解析

0.1mol·L

溶液中，－lgc水（H

）＝11，c

水（H）＝c水（OH

）＝10

－

＋

＋

－

－

－

常温下水的离子积求出溶液中

＋

Kw

－＝10

－3

－

1

＋

＋A

－

＋

－

c（H）＝

molL·

，HA

H

，c（H

）＝c（A）

c水（OH

）

＋

－

－6

＝10－3

mol·L－1，Ka（HA）＝c（H

）·c（A）＝10

＝10－5，A项正确；N点水电离出的

H＋浓度最

c（HA）

0.1

大，说明HA与NaOH恰好完全反应生成

NaA，P点溶质为NaOH和NaA，溶液显碱性，即

P点pH不等于7，B项错误；0～b段水的电离程度逐渐增大，

当达到b点时水的电离程度达

到最大，即溶质为

NaA，说明HA和NaOH恰好完全反应，

b＝20.00，C项正确；M点溶液

pH＝7，根据溶液呈电中性，存在

＋

－

＋

－

c（Na

）＝c（A），M点后，c（Na）＞c（A

），D项正确。

考点二溶液的酸碱性和pH

1.溶液的酸碱性

溶液的酸碱性取决于溶液中

c（H＋）和c（OH－）的相对大小。

＋－

（1）酸性溶液：

c（H）>c（OH），常温下，pH<7。

（2）中性溶液：

c（H＋）＝c（OH－），常温下，pH＝7。

＋－

（3）碱性溶液：

c（H）7。

2.pH及其测量

＋

（1）计算公式：

pH＝－lgc（H）。

（2）测量方法

①pH试纸法

用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，

变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。

②pH计测量法

（3）溶液的酸碱性与pH的关系

常温下：

3.溶液pH的计算

（1）单一溶液的pH计算

强酸溶液：

如

HnA，设浓度为

－1

，c（H

＋

－1

＝－lgc（H

＋

cmolL·

）＝ncmolL·

，pH

）＝－lg（nc）。

－14

强碱溶液（25

℃）：

如B（OH）n，设浓度为cmol·L－1，c（H＋）＝

10

mol·L－1，pH＝－lgc（H＋）

nc

＝14＋lg（nc）。

（2）混合溶液pH的计算类型

①两种强酸混合：

直接求出

＋

＋

cH＋

1V1＋cH＋2V2

。

c（H）混，再据此求pH。

c（H

）混＝

V1＋V2

②两种强碱混合：

先求出

c（OH－）混，再据

Kw求出

c（H＋）混，最后求pH。

c（OH－）混＝

cOH－1V1＋cOH－2V2

。

V1＋V2

③强酸、强碱混合：

先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中

H＋或OH－的浓度，最后求

pH。

＋

－

c（H＋）混或c（OH－）混＝|cH

酸V酸－cOH碱V碱|。

V＋V

碱

酸

（1）任何温度下，利用

H＋

和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性

（√）

＋

－7

－

1

（2）某溶液的c（H）＞10

molL·

，则该溶液呈酸性（×）

（3）pH减小，溶液的酸性一定增强

（×）

－12

－1

－1

的NaOH溶液的pH＝

（4）100℃时Kw＝1.0×10

，0.01mol·L

盐酸的pH＝2，0.01mol·L

10（√）

（5）用蒸馏水润湿的

pH试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低（×）

（6）用广范pH试纸测得某溶液的

pH为3.4（×）

（7）用pH计测得某溶液的

pH为7.45（√）