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

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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

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

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。

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