(京津鲁琼版)202x版高考化学一轮复习第28讲水的电离和溶液的pH
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专题9 水溶液中的离子反应与平衡
第 28 讲 水的电离和溶液的 pH
专题9 水溶液中的离子反应与平衡
认识水的电离，了解水的离子积常数。 认识溶液的酸碱性及 pH，掌握测定溶液 pH 的方法。 掌握酸碱中和滴定的原理及实验步骤。
专题9 水溶液中的离子反应与平衡
水作为一种弱电解质，它本身也存在电离平衡，因此，其电离 平衡和离子积常数是高考考查的重要内容之一。pH 计算、酸 碱中和滴定原理是考纲要求的必考内容，要求考生必须掌握。
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 可能是 7 解析：选 A。由题意可知该溶液中由水电离产生的 c(H＋)＝ c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，该溶液中水的电离受到抑制，故该 溶液可能是酸溶液，也可能是碱溶液。若该溶液为酸溶液，则 其 pH＝5；若该溶液为碱溶液，则其 pH＝9，故 A 项正确。
升温 正 温度
降温 逆
Leabharlann Baidu
不变 不变 增大 减小
增大 增大 增大 减小
增__大__ _减__小_ 增___大_ _减__小_
其他， 如加入 Na
正 不变 增大
增__大__
c(H＋)
减__小__ 增__大__ _增__大_ _减__小_
减___小_
[自我检测] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等。( ) (2)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。( ) (3)100 ℃的纯水中 c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。 () (4)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变。( ) (5)NaCl 溶液和 CH3COONH4 溶液均显中性，两溶液中水的电 离程度相同。( )
2．求算下列 5 种类型溶液中的 c 水(H＋)和 c 水(OH－)(25 ℃)。 (1)pH＝2 的 H2SO4 溶液，c 水(H＋)＝__________，c 水(OH－)＝ ____________。 (2)pH＝10 的 NaOH 溶液，c 水(H＋)＝__________，c 水(OH－)＝ ____________。 (3)pH＝2 的 NH4Cl 溶液，c 水(H＋)＝__________。 (4)pH＝10 的 Na2CO3 溶液，c 水(OH－)＝__________________。 (5)NaCl 溶 液 ， c 水 (H ＋ ) ＝ ________________ ， c 水 (OH － ) ＝ ________________。
(6)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。( ) (7)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。( ) (8)室温下，pH 相同的 NaOH 溶液与 CH3COONa 溶液，水的 电离程度后者大。( ) (9)室温下，pH＝5 的 NH4Cl 溶液与 pH＝9 的 CH3COONa 溶 液中，水的电离程度相同。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√
3．外界条件对水的电离平衡的影响
体系变化 平衡移
条件
动方向 Kw
水的电 c(OH－)
离程度
加酸 加碱
逆 不变 减小 减__小__ 逆 不变 减小 增__大__
c(H＋)
增__大__ 减__小__
体系变化 条件
平衡移 动方向 Kw
水的电离 c(OH－)
程度
加可水 Na2CO3 正 解的盐 NH4Cl 正
演练一 影响水的电离平衡的因素及结果的分析
1．(2019·西安模拟)一定温度下，水存在 H2O ＝Q(Q>0)的平衡。下列叙述一定正确的是(
H＋＋OH－ ΔH )
A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw 减小 B．将水加热，Kw 增大，pH 不变 C．向水中加入少量金属 Na，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．向水中加入少量硫酸钠固体，c(H＋)和 Kw 均不变
解析：选 D。A 项，向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动， 温度不变，Kw 不变，错误；B 项，升高温度，促进水的电离， Kw 增大，c(H＋)增大，pH 减小，错误；C 项，向水中加入少量 金属钠，反应消耗 H＋，使水的电离平衡正向移动，c(H＋)降低， 错误；D 项，向水中加入硫酸钠固体，不影响水的电离平衡， c(H＋)和 Kw 均不变，正确。
答案：(1)10－12 mol·L－1 10－12 mol·L－1 (2)10－10 mol·L－1 10－10 mol·L－1 (3)10－2 mol·L－1 (4)10－4 mol·L－1 (5)10－7 mol·L－1 10－7mol·L－1
(1)不管哪种溶液均有 c 水(H＋)＝c 水(OH－)。 (2)酸、碱、盐虽然影响水的电离平衡(不水解的盐除外)，造成 水电离出的 H＋或 OH－的浓度发生变化，但在温度一定时 Kw 仍 然不变，因为 Kw 只与温度有关。 (3)水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)中 H＋和 OH－不一定是水 电离出来的。c(H＋)和 c(OH－)分别指溶液中的 H＋和 OH－的总 浓度。这一关系适用于任何稀的电解质水溶液。 (4)室温下，由水电离出的 c(H＋)＝1×10－13 mol/L 的溶液可能呈 强酸性或强碱性，故 HCO－ 3 、HSO－ 3 、HS－等弱酸的酸式酸根离 子均不能在该溶液中大量存在。
水的电离
[知识梳理] 1．水的电离 水是极弱的电解质，其电离方程式为___2_H__2O_____H_3_O__＋_＋__O_H__－__ 或_____H__2O_____H_＋_＋__O__H_－____。
2．水的离子积常数 (1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。室温下，Kw＝_1_×__1_0_－__14____。 (2)影响因素：只与温度有关，水的电离是吸热过程，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。 在任何水溶液中均存在 H＋和 OH－，只要温度不变，Kw 不变。
第 28 讲 水的电离和溶液的 pH
专题9 水溶液中的离子反应与平衡
认识水的电离，了解水的离子积常数。 认识溶液的酸碱性及 pH，掌握测定溶液 pH 的方法。 掌握酸碱中和滴定的原理及实验步骤。
专题9 水溶液中的离子反应与平衡
水作为一种弱电解质，它本身也存在电离平衡，因此，其电离 平衡和离子积常数是高考考查的重要内容之一。pH 计算、酸 碱中和滴定原理是考纲要求的必考内容，要求考生必须掌握。
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 可能是 7 解析：选 A。由题意可知该溶液中由水电离产生的 c(H＋)＝ c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，该溶液中水的电离受到抑制，故该 溶液可能是酸溶液，也可能是碱溶液。若该溶液为酸溶液，则 其 pH＝5；若该溶液为碱溶液，则其 pH＝9，故 A 项正确。
升温 正 温度
降温 逆
Leabharlann Baidu
不变 不变 增大 减小
增大 增大 增大 减小
增__大__ _减__小_ 增___大_ _减__小_
其他， 如加入 Na
正 不变 增大
增__大__
c(H＋)
减__小__ 增__大__ _增__大_ _减__小_
减___小_
[自我检测] 1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。 (1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等。( ) (2)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。( ) (3)100 ℃的纯水中 c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，此时水呈酸性。 () (4)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变。( ) (5)NaCl 溶液和 CH3COONH4 溶液均显中性，两溶液中水的电 离程度相同。( )
2．求算下列 5 种类型溶液中的 c 水(H＋)和 c 水(OH－)(25 ℃)。 (1)pH＝2 的 H2SO4 溶液，c 水(H＋)＝__________，c 水(OH－)＝ ____________。 (2)pH＝10 的 NaOH 溶液，c 水(H＋)＝__________，c 水(OH－)＝ ____________。 (3)pH＝2 的 NH4Cl 溶液，c 水(H＋)＝__________。 (4)pH＝10 的 Na2CO3 溶液，c 水(OH－)＝__________________。 (5)NaCl 溶 液 ， c 水 (H ＋ ) ＝ ________________ ， c 水 (OH － ) ＝ ________________。
(6)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。( ) (7)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。( ) (8)室温下，pH 相同的 NaOH 溶液与 CH3COONa 溶液，水的 电离程度后者大。( ) (9)室温下，pH＝5 的 NH4Cl 溶液与 pH＝9 的 CH3COONa 溶 液中，水的电离程度相同。( ) 答案：(1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√
3．外界条件对水的电离平衡的影响
体系变化 平衡移
条件
动方向 Kw
水的电 c(OH－)
离程度
加酸 加碱
逆 不变 减小 减__小__ 逆 不变 减小 增__大__
c(H＋)
增__大__ 减__小__
体系变化 条件
平衡移 动方向 Kw
水的电离 c(OH－)
程度
加可水 Na2CO3 正 解的盐 NH4Cl 正
演练一 影响水的电离平衡的因素及结果的分析
1．(2019·西安模拟)一定温度下，水存在 H2O ＝Q(Q>0)的平衡。下列叙述一定正确的是(
H＋＋OH－ ΔH )
A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw 减小 B．将水加热，Kw 增大，pH 不变 C．向水中加入少量金属 Na，平衡逆向移动，c(H＋)降低
D．向水中加入少量硫酸钠固体，c(H＋)和 Kw 均不变
解析：选 D。A 项，向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动， 温度不变，Kw 不变，错误；B 项，升高温度，促进水的电离， Kw 增大，c(H＋)增大，pH 减小，错误；C 项，向水中加入少量 金属钠，反应消耗 H＋，使水的电离平衡正向移动，c(H＋)降低， 错误；D 项，向水中加入硫酸钠固体，不影响水的电离平衡， c(H＋)和 Kw 均不变，正确。
答案：(1)10－12 mol·L－1 10－12 mol·L－1 (2)10－10 mol·L－1 10－10 mol·L－1 (3)10－2 mol·L－1 (4)10－4 mol·L－1 (5)10－7 mol·L－1 10－7mol·L－1
(1)不管哪种溶液均有 c 水(H＋)＝c 水(OH－)。 (2)酸、碱、盐虽然影响水的电离平衡(不水解的盐除外)，造成 水电离出的 H＋或 OH－的浓度发生变化，但在温度一定时 Kw 仍 然不变，因为 Kw 只与温度有关。 (3)水的离子积常数 Kw＝c(H＋)·c(OH－)中 H＋和 OH－不一定是水 电离出来的。c(H＋)和 c(OH－)分别指溶液中的 H＋和 OH－的总 浓度。这一关系适用于任何稀的电解质水溶液。 (4)室温下，由水电离出的 c(H＋)＝1×10－13 mol/L 的溶液可能呈 强酸性或强碱性，故 HCO－ 3 、HSO－ 3 、HS－等弱酸的酸式酸根离 子均不能在该溶液中大量存在。
水的电离
[知识梳理] 1．水的电离 水是极弱的电解质，其电离方程式为___2_H__2O_____H_3_O__＋_＋__O_H__－__ 或_____H__2O_____H_＋_＋__O__H_－____。
2．水的离子积常数 (1)表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。室温下，Kw＝_1_×__1_0_－__14____。 (2)影响因素：只与温度有关，水的电离是吸热过程，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。 在任何水溶液中均存在 H＋和 OH－，只要温度不变，Kw 不变。