第八章水溶液中的離子平衡李仕才考點(diǎn)一水的電離 1水的電離平衡水是一種極弱的電解質(zhì)，能發(fā)生微弱的電離：H2OH2OH3OOH，可簡寫為H2OHOH。2水的離子積常數(shù)(1)概念：在一定溫度下，c(H)與c(OH)的乘積是一個(gè)常數(shù)，稱為水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。(2)表達(dá)式：Kwc(H)c(OH)。(3)數(shù)值：室溫下：Kw11014。(4)影響因素：只與溫度有關(guān)，水的電離是吸熱過程，升高溫度，Kw增大。3關(guān)于純水的幾個(gè)重要數(shù)據(jù)4水的電離平衡的影響因素(1)加熱，促進(jìn)水的電離，Kw增大。(2)加入酸或堿，抑制水的電離，Kw不變。(3)加入強(qiáng)酸強(qiáng)堿的正鹽，不影響水的電離。加入強(qiáng)酸的酸式鹽，抑制水的電離。加入可水解的鹽(如FeCl3、Na2CO3、NH4Cl)，促進(jìn)水的電離。(4)加入與水反應(yīng)的活潑金屬(如Na、K)，促進(jìn)水的電離。判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)1在蒸餾水中滴加濃H2SO4，Kw不變。()2NaCl溶液和CH3COONH4溶液均顯中性，兩溶液中水的電離程度相同。()325 時(shí)NH4Cl溶液的Kw大于100 時(shí)NaCl溶液的Kw。()4由水電離的c(H)11014 molL1的溶液中：Ca2、K、Cl、HCO能大量共存。()5水的離子積常數(shù)Kwc(H)c(OH)中H與OH一定是水電離出來的。()625 ，pH相同的氫氧化鈉溶液與醋酸鈉溶液，水電離出的c(OH)前者小于后者。()725 時(shí)，0.10 molL1 NaHCO3溶液加水稀釋后，c(H)與c(OH)的乘積變大。()8向水中加入少量硫酸氫鈉固體，促進(jìn)了水的電離，c(H)增大，Kw不變。()1水的離子積常數(shù)Kwc(H)c(OH)，不僅適用于純水，也適用于一切酸、堿、鹽的稀溶液。在任何酸、堿、鹽的稀溶液中，只要溫度一定，Kw就一定。2在不同溶液中，c(H)、c(OH)可能不同，但任何溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H)、c(OH)總是相等的。在Kw的表達(dá)式中，c(H)、c(OH)均表示整個(gè)溶液中H、OH總的物質(zhì)的量濃度而不是單指由水電離出的c(H)、c(OH)。3水的離子積常數(shù)顯示了在任何水溶液中均存在水的電離平衡，都有H和OH共存，只是相對含量不同而已。4水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離平衡向電離方向移動，c(H)和c(OH)都增大，故Kw增大，但溶液仍呈中性；對于Kw的有關(guān)計(jì)算，若未注明溫度，一般認(rèn)為在常溫下，即25 。一、水的電離及影響因素1下列有關(guān)水電離情況的說法正確的是()A25 ，pH12的燒堿溶液與純堿溶液，水的電離程度相同B其他條件不變，稀釋醋酸鈉溶液，水的電離程度增大C.其他條件不變，稀釋氫氧化鈉溶液，水的電離程度減小D其他條件不變，溫度升高，水的電離程度增大，Kw增大解析：NaOH抑制H2O的電離、Na2CO3促進(jìn)H2O的電離，故A錯(cuò)誤；其他條件不變，稀釋醋酸鈉溶液，醋酸鈉水解程度增大，但水解后溶液中氫氧根離子濃度減小，所以水的電離程度減小，故B錯(cuò)誤；其他條件不變，NaOH溶液濃度越大，水電離程度越小，所以其他條件不變，稀釋氫氧化鈉溶液，水的電離程度增大，故C錯(cuò)誤；水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水的電離，溶液中氫離子、氫氧根離子濃度增大，則水的離子積常數(shù)增大，故D正確。答案：D225 時(shí)，水的電離達(dá)到平衡：H2OHOHH>0，下列敘述正確的是()A向水中加入稀氨水，平衡逆向移動，c(OH)降低B向水中加入少量固體硫酸氫鈉，c(H)增大，Kw不變C向水中加入少量鹽酸，平衡逆向移動，c(OH)增大D將水加熱，Kw增大，pH不變，呈中性解析：A.向水中加入稀氨水，由于氨水在溶液中存在電離平衡：NH3H2ONHOH，電離產(chǎn)生的OH使溶液中c(OH)增大，水的電離平衡逆向移動，錯(cuò)誤；B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉，鹽電離產(chǎn)生的H使溶液中c(H)增大，溫度不變，所以Kw不變，正確；C.向水中加入少量HCl，電離產(chǎn)生的H使水的電離平衡逆向移動，c(H)降低，但是平衡移動的趨勢是微弱的，溶液中酸電離產(chǎn)生的離子濃度增大的趨勢大于平衡移動使離子濃度減小的趨勢，所以c(H)增大，c(OH)減小，錯(cuò)誤；D.將水加熱，Kw增大，c(H)增大，pH減小，溶液仍然呈中性，錯(cuò)誤。答案：B3向純水中加入少量下列物質(zhì)或改變下列條件，能促進(jìn)水的電離，并能使溶液中c(OH)>c(H)的操作是()稀硫酸金屬鈉氨氣FeCl3固體NaClO固體將水加熱煮沸A BC D解析：稀硫酸、氨氣抑制水的電離，金屬鈉、FeCl3固體、NaClO固體、將水加熱煮沸促進(jìn)水的電離，但FeCl3固體使溶液顯酸性，將水加熱煮沸，水仍呈中性。答案：A4常溫下，某溶液中由水電離的c(H)11013 molL1，該溶液可能是()二氧化硫水溶液 氯化銨水溶液硝酸鈉水溶液 氫氧化鈉水溶液ABCD解析：水電離的c(H)11013 molL1<107 molL1，說明水電離受到抑制，溶液可能為酸溶液，也可能為堿溶液，二氧化硫水溶液和氫氧化鈉水溶液符合，氯化銨水解促進(jìn)水的電離，硝酸鈉為中性溶液，不影響水的電離。答案：A5水的電離過程為H2OHOH，在不同溫度下其離子積為Kw(25 )1.01014，Kw(35 )2.11014，則下列敘述中正確的是()Ac(H)隨溫度的升高而降低B35 時(shí)，c(H)>c(OH)C水的pH：pH(35 )>pH(25 )D35 時(shí)已電離的水的濃度約為1.45107 molL1解析：由兩種溫度下水的離子積常數(shù)值知水的電離是吸熱的，溫度高時(shí)水中c(H)較高，pH較小，但溶液中c(H)c(OH)，溶液呈中性，A、B、C錯(cuò)誤；已電離的水的濃度與電離生成的c(H)及c(OH)相等，利用水的離子積常數(shù)可判斷D正確。答案：D二、水的電離平衡曲線6水的電離常數(shù)如圖兩條曲線所示，曲線中的點(diǎn)都符合c(H)c(OH)常數(shù)，下列說法錯(cuò)誤的是()A圖中溫度T1>T2B圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系：B>C>ADEC曲線a、b均代表純水的電離情況D若處在B點(diǎn)時(shí)，將pH2的硫酸溶液與pH12的KOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性解析：由圖象可知，A點(diǎn)在T2時(shí)的曲線上，而B點(diǎn)在T1時(shí)的曲線上，因?yàn)锳、B點(diǎn)水電離產(chǎn)生的氫離子與氫氧根離子的濃度相等，所以是純水的電離，B點(diǎn)的電離程度大于A點(diǎn)，所以溫度T1>T2，故A正確；由圖象可知，A、E、D都是T2時(shí)曲線上的點(diǎn)，Kw只與溫度有關(guān)，溫度相同時(shí)Kw相同，溫度升高，促進(jìn)水的電離，Kw增大，則B>ADE，由C點(diǎn)c(OH)c(H)可知，C點(diǎn)的Kw大于A點(diǎn)，則B>C>ADE，故B正確；由E和D點(diǎn)c(H)c(OH)可知其不是純水的電離，故C錯(cuò)誤；B點(diǎn)時(shí)，Kw11012，pH2的硫酸中c(H)0.01 molL1，pH12的KOH溶液中c(OH)1 molL1，等體積混合后，溶液顯堿性，故D正確。答案：C7一定溫度下，水溶液中H和OH的濃度變化曲線如圖，下列說法正確的是()A升高溫度，可能引起由c向b的變化B該溫度下，水的離子積常數(shù)為1.01013C該溫度下，加入FeCl3可能引起由b向a的變化D該溫度下，稀釋溶液可能引起由c向d的變化解析：c點(diǎn)、b點(diǎn)對應(yīng)相同的溫度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)b點(diǎn)對應(yīng)的縱坐標(biāo)、橫坐標(biāo)都為1.0107 molL1可知，水的離子積常數(shù)為1.01014，B項(xiàng)錯(cuò)誤；FeCl3為強(qiáng)酸弱堿鹽，可水解使溶液呈酸性，C項(xiàng)正確；c、d點(diǎn)對應(yīng)的c(H)相同，c(OH)不同，但由于Kw只與溫度有關(guān)，所以溫度不變時(shí)，稀釋溶液不可能引起由c向d的變化，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：C8如圖表示水中c(H)和c(OH)的關(guān)系，下列判斷錯(cuò)誤的是()A兩條曲線間任意點(diǎn)均有c(H)c(OH)KwBM區(qū)域內(nèi)任意點(diǎn)均有c(H)<c(OH)C圖中T1<T2DXZ線上任意點(diǎn)均有pH7解析：溫度一定時(shí)，水的離子積是定值，A項(xiàng)正確；XZ線上，c(H)c(OH)，M區(qū)在XZ線上方，故c(OH)>c(H)，B項(xiàng)正確；圖中，T2時(shí)Kw大于T1時(shí)Kw，故T2高于T1，C項(xiàng)正確；XZ線上，c(H)c(OH)，溶液呈中性，但不一定等于7，D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：D水電離出的c(H)或c(OH)的定量計(jì)算(25 )任何水溶液中水電離產(chǎn)生的c(H)和c(OH)總是相等的，有關(guān)計(jì)算有以下5種類型(以常溫時(shí)的溶液為例)。(1)中性溶液：c(OH)c(H)107 molL1。(2)酸的溶液OH全部來自水的電離。實(shí)例：pH2的鹽酸中c(H)102 molL1，則c(OH)Kw/10211012 (molL1)，即水電離出的c(H)c(OH)1012 molL1。(3)堿的溶液H全部來自水的電離。實(shí)例：pH12的NaOH溶液中c(OH)102 molL1，則c(H)Kw/10211012 (molL1)，即水電離出的c(OH)c(H)1012 molL1。(4)水解呈酸性的鹽溶液H全部來自水的電離。實(shí)例：pH5的NH4Cl溶液中，由水電離出的c(H)105 molL1，因部分OH與部分NH結(jié)合使c(OH)109 molL1。(5)水解呈堿性的鹽溶液OH全部來自水的電離。實(shí)例：pH12的Na2CO3溶液中，由水電離出的c(OH)102 molL1，因部分H與部分CO結(jié)合使c(H)1012 molL1。注意：要區(qū)分清楚溶液組成和性質(zhì)的關(guān)系，酸性溶液不一定是酸溶液，堿性溶液不一定是堿溶液。125 時(shí)，在等體積的pH0的H2SO4溶液、0.05 molL1的Ba(OH)2溶液、pH10的Na2S溶液、pH5的NH4NO3溶液中，發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是()A1101010109 B15(5109)(5108)C1201010109 D110104109解析：pH0的H2SO4溶液中c(H)1 molL1，c(OH)1014 molL1，H2SO4抑制H2O的電離，則由H2O電離出的c(H)1014 molL1；0.05 molL1的Ba(OH)2溶液中c(OH)0.1 molL1，c(H)1013 molL1，Ba(OH)2抑制H2O的電離，則由H2O電離出的c(H)1013 molL1；pH10的Na2S溶液，Na2S水解促進(jìn)H2O的電離，由H2O電離出的c(H)c(OH)104 molL1；pH5的NH4NO3溶液，NH4NO3水解促進(jìn)H2O的電離，由H2O電離出的c(H)105 molL1。4種溶液中電離的H2O的物質(zhì)的量之比等于H2O電離產(chǎn)生的H的物質(zhì)的量之比，其比為101410131041051101010109。答案：A2已知NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4=NaHSO。某溫度下，向c(H)1106 molL1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的c(H)1102 molL1。下列對該溶液的敘述不正確的是()A該溫度高于25 B由水電離出來的H的濃度為11010 molL1C加入NaHSO4晶體抑制水的電離D取該溶液加水稀釋100倍，溶液中的c(OH)減小解析：此溫度下Kwc(H)c(OH)1106110611012，說明該溫度下促進(jìn)了水的電離，故該溫度高于25 ，A正確；由c(H)水c(OH)Kw/c(H)11010 molL1，B正確；NaHSO4屬于強(qiáng)酸的酸式鹽，抑制水的電離，C正確；稀釋后，溶液中c(H)減小，但水的離子積不變，故溶液中的c(OH)增大，D不正確。答案：D3在一定條件下，相同pH的硫酸和硫酸鐵溶液中水電離出來的c(H)分別是1.010a molL1和1.010b molL1，在此溫度下，則下列說法正確的是()Aa<bBabC水的離子積為1.010(7a)D水的離子積為1.010(ba)解析：加酸抑制水的電離，加易水解的鹽促進(jìn)水的電離，則a>b，A和B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由題意可知，兩種溶液的pHb，即硫酸溶液中c(H)是1.010b molL1，而水電離產(chǎn)生的c(H)等于水電離產(chǎn)生的c(OH)，所以硫酸溶液中c(OH)是1.010a molL1，Kw1.010(ba)，D選項(xiàng)正確。答案：D4室溫下，在pH12的某溶液中，分別有甲、乙、丙、丁四位同學(xué)計(jì)算出由水電離的c(OH)的數(shù)據(jù)分別為甲：1.0107 molL1；乙：1.0106 molL1；丙：1.0102 molL1；?。?.01012 molL1。其中你認(rèn)為可能正確的數(shù)據(jù)是()A甲、乙 B乙、丙C丙、丁 D乙、丁解析：如果該溶液是一種強(qiáng)堿(如NaOH)溶液，則該溶液的OH首先來自堿(NaOH)的電離，水的電離被抑制，c(H)11012 molL1，所有這些H都來自水的電離，水電離時(shí)同時(shí)提供相同物質(zhì)的量的OH，所以丁的數(shù)據(jù)是正確的。如果該溶液是一種強(qiáng)堿弱酸鹽的溶液，則該溶液之所以呈堿性是由于鹽中弱酸根水解，水解時(shí)，弱酸根離子與水反應(yīng)生成弱酸和OH，使溶液中c(OH)>c(H)，溶液中的OH由水電離所得，所以丙的數(shù)據(jù)也是正確的。答案：C5常溫下，某溶液中由水電離出的c(H)和c(OH)的乘積是11020，下列說法中正確的是()A該溶液的溶質(zhì)不可能是NaHCO3B該溶液的pH一定是10C該溶液的溶質(zhì)不可能是NaHSO4D該溶液的溶質(zhì)可能是正鹽解析：c(H)和c(OH)的乘積小于1014，說明水的電離受到了抑制，其溶質(zhì)只能是酸或堿，故A正確；若為酸溶液，c(OH)溶液11010 molL1，c(H)104 molL1，溶液pH4；若為堿溶液，c(H)溶液11010 molL1，溶液pH10，故B不正確；顯酸性的酸式鹽，如NaHSO4、NaHSO3和NaH2PO4等，對水的電離有抑制作用，故C不正確；能水解的正鹽對水的電離有促進(jìn)作用，不能水解的正鹽，對水的電離無影響，故D不正確。答案：A