高2021届高2018级高中化学第一轮复习配套学案第八章第26讲

第26讲 水的电离和溶液的pH

考纲要求 1.了解水的电离、离子积常数(K w )。2.了解溶液pH 的含义及其测定方法,能进行pH 的简单计算。

1.水的电离

(1)水是极弱的电解质,其电离过程吸热(填“吸热”或“放热”)。水的电离平衡常数的表达式为K ＝c (H ＋

)·c (OH －

)c (H 2O )。

(2)影响水的电离平衡的因素

①温度：温度升高,水的电离平衡向正方向移动,c (H ＋

)和c (OH －

)均增大(填“增大”“减小”或“不变”)。

②加酸或碱会抑制(填“促进”或“抑制”)水的电离。

③加能水解的盐,可与水电离出的H ＋

或OH －

结合,使水的电离平衡正向移动。 2.水的离子积

(1)表达式：K w ＝c (H ＋

)·c (OH －

)。

(2)影响因素：一定温度时,K w 是个常数,K w 只与温度有关,温度越高,K w 越大。25 ℃时,K w ＝1×10

－14,

100 ℃时,K w ＝1×10

－12

。

(3)适用范围：K w 不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。 理解应用

1.填写外界条件对水电离平衡的具体影响

体系变化

条件

平衡移 动方向 K w 水的电 离程度 c (OH －

) c (H ＋

) HCl 逆 不变 减小 减小 增大 NaOH 逆 不变 减小 增大 减小 可水解 的盐 Na 2CO 3 正 不变 增大 增大 减小 NH 4Cl 正 不变 增大 减小 增大 温度

升温 正 增大 增大 增大 增大 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

2.K w＝c(H＋)·c(OH－)中,H＋和OH－一定是由水电离出来的吗？

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K w＝c(H＋)·c(OH－)。

(1)温度一定时,水的电离常数与水的离子积常数相等(×)

(2)100 ℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1,此时水呈酸性(×)

(3)在蒸馏水中滴加浓H2SO4,K w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,0.1 mol·L－1的HCl溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相等(√)

(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(√)

题组一影响水电离平衡的因素及结果判断

1.下列有关水电离情况的说法正确的是()

A.100 ℃时,K w＝10－12,此温度下pH＝7的溶液一定呈中性

B.NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3、NaHSO4溶于水,对水的电离都有促进作用

C.25 ℃时,pH＝12的烧碱溶液与纯碱溶液,水的电离程度相同

D.如图为水的电离平衡曲线,若从A点到C点,可采用升高温度的方法

答案 D

【解析】100 ℃时,K w＝c(H＋)·c(OH－)＝10－12,中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝K w＝10－6mol·L－1,即pH＝6,此温度下pH＝7的溶液呈碱性,A项错误；NH4Cl、CH3COONa、NaHCO3促进水的电离,NaHSO4抑制水的电离,B项错误；烧碱是NaOH,抑制水的电离,纯碱是Na2CO3,促进水的电离,C项错误；图中A点到C点,c(H＋)与c(OH－)同等程度增大,说明是温度升高的结果,D项正确。

2.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl②NaOH③H2SO4④(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＞①

B.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NH ＋

4水解促进水的电离,①NaCl 不影响水的电离。

题组二 计算电解质溶液中水电离出的c (H ＋

)或c (OH －)

3.(2020·长沙市雅礼中学检测)25 ℃时,在等体积的①pH ＝0的H 2SO 4溶液、②0.05 mol·L

－1

的

Ba(OH)2溶液、③pH ＝10的Na 2S 溶液、④pH ＝5的NH 4NO 3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】 H 2SO 4与Ba(OH)2抑制水的电离,Na 2S 与NH 4NO 3促进水的电离。25 ℃时,pH ＝0的H 2SO 4溶液中：c (H 2O)电离＝c (OH －

)＝10－

1410

0 mol·L －1＝10－14 mol·L －1；0.05 mol·L －1的Ba(OH)2

溶液中：c (H 2O)电离＝c (H ＋

)＝10－

140.1

mol·L －1＝10－13 mol·L －

1；pH ＝10的Na 2S 溶液中：c (H 2O)电离

＝c (OH －)＝10－4 mol·L －1；pH ＝5的NH 4NO 3的溶液中：c (H 2O)电离＝c (H ＋)＝10－5mol·L －

1。它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。

4.下表是不同温度下水的离子积数据：

试回答下列问题：

(1)若25＜t 1＜t 2,则K w (填“＞”“＜”或“＝”)1×10

－14

,做出此判断的理由

是 。 (2)在t 1 ℃时,测得纯水中的c (H ＋

)＝2.4×10－

7 mol·L －

1,则c (OH －

)为 。该温度下,测得

某H 2SO 4溶液中c (SO 2－

4)＝5×10－

6 mol·

L －

1,该溶液中c (OH －

)＝ mol·L －

1。 答案 (1)＞ 水的电离是吸热过程,升高温度,平衡向正反应方向移动,c (H ＋)增大,c (OH －

)增大,K w ＝c (H ＋

)·c (OH －

),K w 增大 (2)2.4×10－

7 mol·L －

1 5.76×10－

9

【解析】 (1)水是弱电解质,存在电离平衡,电离吸热,所以温度升高,水的电离程度增大,离子积增大。(2)水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相同,某温度下纯水中的c (H ＋

)＝2.4×10－

7 mol·L －

1,则此时纯水中的c (OH －

)＝2.4×10－

7 mol·L －

1,K w ＝2.4×10－

7×2.4×10－

7＝5.76×10

－

14。该温度下,某

H 2SO 4溶液中c (SO 2－

4)＝5×10－

6 mol·

L －

1,则溶液中氢离子浓度是1×10－

5 mol·L －1

,c (OH －

)＝5.76×10－

141×10－5 mol·

L －1＝5.76×10－9 mol·L －1。