2019高考化學(xué) 第8章(水溶液中的離子平衡)第2節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性 考點(diǎn)(1)水的電離講與練(含解析).doc
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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(dòng),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:H2OHOHH0,下列敘述正確的是()A向水中加入稀氨水,平衡逆向移動(dòng),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(dòng),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(dòng),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(dòng),c(H)降低,但是平衡移動(dòng)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(dòng)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 molL1c(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T1T2B圖中五點(diǎn)Kw間的關(guān)系:BCADEC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T1T2,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BADE,由C點(diǎn)c(OH)c(H)可知,C點(diǎn)的Kw大于A點(diǎn),則BCADE,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T1c(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()Aab,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- 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