全国版高考化学一轮复习水溶液中的离子平衡水的电离和溶液的酸碱性

考点 2 溶液的酸碱性与 pH 的计算
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。
c(H＋)>c(OH－)，溶液呈 酸 性，25 ℃时，pH < 7。 c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈 中 性，25 ℃时，pH ＝ 7。 c(H＋)<c(OH－)，溶液呈 碱 性，25 ℃时，pH > 7。
(4)由水电离出的 c(H＋)＝10－14 mol·L－1 的溶液中，Ca2＋、 NH＋4 、Cl－、SiO23－可以大量共存。( × )
(5)c(H＋)/c(OH－)＝1012 溶液中：NH＋4 、Cl－、ClO－、NO－3 可以大量共存。( × )
1．一定温度下，水溶液中 H＋和 OH－的浓度变化曲线 如图。下列说法正确的是( )
板块一 主干层级突破
考点 1 水的电离
1．电离方程式 水是一种极弱的电解质，电离方程式为 2H2O
H3O＋＋OH－ ，简写为 H2O 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，水的电离是 吸热
过程，
(1)酸的溶液——OH－全部来自水的电离。 实例：pH＝2 的盐酸中 c(H＋)＝10－2 mol·L－1，则 c(OH －)＝Kw/10－2＝1×10－12 mol·L－1，即水电离出的 c(H＋)＝ c(OH－)＝10－12 mol·L－1。 (2)碱的溶液——H＋全部来自水的电离。 实例：pH＝12 的 NaOH 溶液中 c(OH－)＝10－2 mol·L－1， 则 c(H＋)＝Kw/10－2＝1×10－12(mol·L－1)，即水电离出的 c(OH －)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。
2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O ΔH>0，下列叙述正确的是( )
H＋＋OH－
பைடு நூலகம்
A．向水中加入氢氧化钠固体，平衡逆向移动，c(H＋)
减小，c(OH－)增大
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H＋)增大，Kw 增 大
C．向水中加入少量固体 CH3COOH，平衡逆向移动， c(H＋)减小
D．将水加热，Kw 增大，c(H＋)不变
3．如图表示水中 c(H＋)和 c(OH－)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
解析 根据水的离子积定义可知 A 正确；XZ 线上任意 点都存在 c(H＋)＝c(OH－)，所以 M 区域内任意点均有 c(H ＋)<c(OH－)，B 正确；因为图像显示 T1 时水的离子积小于 T2 时水的离子积，而水的电离程度随温度升高而增大，C 正确； XZ 线上只有 X 点的 pH＝7，D 错误。
【基础辨析】 判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。 (1)将纯水加热到 100 ℃，水的电离程度增大，c(H＋)＝ 1×10－6 mol·L－1，pH＝6，此时纯水呈酸性。( × ) (2)向纯水中加入少量 NaHSO4 固体，c(H＋)增大，Kw 不变。(√ ) (3)在蒸馏水中滴加浓 H2SO4，Kw 不变。( × )
(2)水的离子积常数适用于任何酸、碱、盐的稀溶液。即 Kw＝c(H＋)·c(OH－)中的 c(H＋)、c(OH－)分别是溶液中 H＋、OH －的总浓度，不一定是水电离出的 c(H＋)和 c(OH－)。
(3)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用，因此，室温 下，若由水电离出的 c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，该溶液可能显 酸性，也可能显碱性。
考试说明 1．了解水的电离、离子积常数。 2．了解溶液 pH 的含义及其测定方法，能进行 pH 的 简单计算。 3．了解定量研究方法是化学发展为一门科学的重要标 志。
命题规律 本节内容是高考命题的重点与热点，主要考点有四个： 一是影响水电离平衡的因素及 Kw 的应用；二是溶液的酸碱 性的判断及 pH 的计算；三是滴定原理的应用及定量研究的 计算；四是结合滴定曲线判断滴定过程中离子浓度的比较及 计算等。考查形式有选择题也有填空题。
A．升高温度，可能引起由 c 向 b 的变化 B．该温度下，水的离子积常数为 1.0×10－13 C．该温度下，加入盐酸可能引起由 b 向 a 的变化 D．该温度下，稀释溶液可能引起由 c 向 d 的变化
解析 升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为 中性，A 错误；根据 c(H＋)和 c(OH－)可求出 Kw＝1.0×10－14， B 错误；加入盐酸后溶液呈酸性，可引起由 b 向 a 变化，C 正确；温度不变，稀释溶液，Kw 不变，而 c 和 d 对应的 Kw 不相等，D 错误。
解析 向水中加入氢氧化钠固体，氢氧根离子浓度增 大，平衡逆向移动，溶液中的氢氧根离子浓度增大，氢离子 浓度减小，故 A 正确；硫酸氢钠是强电解质，加入后，溶液 中的氢离子浓度增大，平衡逆向移动，温度不变，则 Kw 不 变，故 B 错误；加入 CH3COOH 固体，溶液中氢离子浓度 增大，平衡逆向移动，故 C 错误；ΔH>0，则反应吸热，温 度升高，平衡正向移动，Kw 增大，溶液中氢离子浓度增大， 故 D 错误。
常温下水中加入酸、碱后水电离产生的 c(H＋)和 c(OH－) 的计算方法
任何水溶液中水电离产生的 c(H＋)和 c(OH－)总是相等 的。常温下，纯水中的 c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，而 酸、碱的介入能抑制水的电离，使得水电离出的 c(H＋)＝ c(OH－)<10－7 mol·L－1。
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。
(1)任何情况下水电离产生的 c(H＋)和 c(OH－)总 是相等的。升高温度，水的电离程度增大，c(H＋)增大，pH 减小，但仍呈中性。