2019高考化學 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（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 考點一　水的電離 　 1．水的電離平衡 水是一種極弱的電解質，能發(fā)生微弱的電離：H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可簡寫為H2OH＋＋OH－。 2．水的離子積常數(shù) (1)概念：在一定溫度下，c(H＋)與c(OH－)的乘積是一個常數(shù)，稱為水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積。 (2)表達式：Kw＝c(H＋)c(OH－)。 (3)數(shù)值：室溫下：Kw＝110－14。 (4)影響因素：只與溫度有關，水的電離是吸熱過程，升高溫度，Kw增大。 3．關于純水的幾個重要數(shù)據(jù) 4．水的電離平衡的影響因素 (1)加熱，促進水的電離，Kw增大。 (2)加入酸或堿，抑制水的電離，Kw不變。 (3)①加入強酸強堿的正鹽，不影響水的電離。 ②加入強酸的酸式鹽，抑制水的電離。 ③加入可水解的鹽(如FeCl3、Na2CO3、NH4Cl)，促進水的電離。 (4)加入與水反應的活潑金屬(如Na、K)，促進水的電離。 判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“”) 1．在蒸餾水中滴加濃H2SO4，Kw不變。(　　) 2．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均顯中性，兩溶液中水的電離程度相同。(　　) 3．25 ℃時NH4Cl溶液的Kw大于100 ℃時NaCl溶液的Kw。(　　) 4．由水電離的c(H＋)＝110－14 molL－1的溶液中：Ca2＋、K＋、Cl－、HCO能大量共存。(　　) 5．水的離子積常數(shù)Kw＝c(H＋)c(OH－)中H＋與OH－一定是水電離出來的。(　　) 6．25 ℃，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。(　√　) 7．25 ℃時，0.10 molL－1 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，促進了水的電離，c(H＋)增大，Kw不變。(　　) 1．水的離子積常數(shù)Kw＝c(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生的c(H＋)、c(OH－)總是相等的。在Kw的表達式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整個溶液中H＋、OH－總的物質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的有關計算，若未注明溫度，一般認為在常溫下，即25 ℃。 一、水的電離及影響因素 1．下列有關水電離情況的說法正確的是(　　) A．25 ℃，pH＝12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H2O的電離，故A錯誤；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錯誤；水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水的電離，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：D 2．25 ℃時，水的電離達到平衡：H2OH＋＋OH－　ΔH>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：NH3H2ONH＋OH－，電離產生的OH－使溶液中c(OH－)增大，水的電離平衡逆向移動，錯誤；B.向水中加入少量固體硫酸氫鈉，鹽電離產生的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，錯誤；D.將水加熱，Kw增大，c(H＋)增大，pH減小，溶液仍然呈中性，錯誤。 答案：B 3．向純水中加入少量下列物質或改變下列條件，能促進水的電離，并能使溶液中c(OH－)>c(H＋)的操作是(　　) ①稀硫酸　②金屬鈉?、郯睔狻、蹻eCl3固體?、軳aClO固體?、迣⑺訜嶂蠓? A．②⑤ B．①④ C．③④⑥ D．④ 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：A 4．常溫下，某溶液中由水電離的c(H＋)＝110－13 molL－1，該溶液可能是(　　) ①二氧化硫水溶液 ②氯化銨水溶液 ③硝酸鈉水溶液 ④氫氧化鈉水溶液 A．①④　　　B．①②　　　C．②③　　　D．③④ 解析：水電離的c(H＋)＝110－13 molL－1<10－7 molL－1，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，氯化銨水解促進水的電離，硝酸鈉為中性溶液，不影響水的電離。 答案：A 5．水的電離過程為H2OH＋＋OH－，在不同溫度下其離子積為Kw(25 ℃)＝1.010－14，Kw(35 ℃)＝2.110－14，則下列敘述中正確的是(　　) A．c(H＋)隨溫度的升高而降低 B．35 ℃時，c(H＋)>c(OH－) C．水的pH：pH(35 ℃)>pH(25 ℃) D．35 ℃時已電離的水的濃度約為1.4510－7 molL－1 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，曲線中的點都符合c(H＋)c(OH－)＝常數(shù)，下列說法錯誤的是(　　) A．圖中溫度T1>T2 B．圖中五點Kw間的關系：B>C>A＝D＝E C．曲線a、b均代表純水的電離情況 D．若處在B點時，將pH＝2的硫酸溶液與pH＝12的KOH溶液等體積混合后，溶液顯堿性 解析：由圖象可知，A點在T2時的曲線上，而B點在T1時的曲線上，因為A、B點水電離產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點的電離程度大于A點，所以溫度T1>T2，故A正確；由圖象可知，A、E、D都是T2時曲線上的點，Kw只與溫度有關，溫度相同時Kw相同，溫度升高，促進水的電離，Kw增大，則B>A＝D＝E，由C點c(OH－)c(H＋)可知，C點的Kw大于A點，則B>C>A＝D＝E，故B正確；由E和D點c(H＋)≠c(OH－)可知其不是純水的電離，故C錯誤；B點時，Kw＝110－12，pH＝2的硫酸中c(H＋)＝0.01 molL－1，pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1 molL－1，等體積混合后，溶液顯堿性，故D正確。 答案：C 7．一定溫度下，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1.010－13 C．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、b點對應相同的溫度，A項錯誤；根據(jù)b點對應的縱坐標、橫坐標都為1.010－7 molL－1可知，水的離子積常數(shù)為1.010－14，B項錯誤；FeCl3為強酸弱堿鹽，可水解使溶液呈酸性，C項正確；c、d點對應的c(H＋)相同，c(OH－)不同，但由于Kw只與溫度有關，所以溫度不變時，稀釋溶液不可能引起由c向d的變化，D項錯誤。 答案：C 8．如圖表示水中c(H＋)和c(OH－)的關系，下列判斷錯誤的是(　　) A．兩條曲線間任意點均有c(H＋)c(OH－)＝Kw B．M區(qū)域內任意點均有c(H＋)c(H＋)，B項正確；圖中，T2時Kw大于T1時Kw，故T2高于T1，C項正確；XZ線上，c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，但不一定等于7，D項錯誤。 答案：D 　 水電離出的c(H＋)或c(OH－)的定量計算(25 ℃) 任何水溶液中水電離產生的c(H＋)和c(OH－)總是相等的，有關計算有以下5種類型(以常溫時的溶液為例)。 (1)中性溶液：c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 molL－1。 (2)酸的溶液——OH－全部來自水的電離。 實例：pH＝2的鹽酸中c(H＋)＝10－2 molL－1，則c(OH－)＝Kw/10－2＝110－12 (molL－1)，即水電離出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 molL－1。 (3)堿的溶液——H＋全部來自水的電離。 實例：pH＝12的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2 molL－1，則c(H＋)＝Kw/10－2＝110－12 (molL－1)，即水電離出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 molL－1。 (4)水解呈酸性的鹽溶液——H＋全部來自水的電離。 實例：pH＝5的NH4Cl溶液中，由水電離出的c(H＋)＝10－5 molL－1，因部分OH－與部分NH結合使c(OH－)＝10－9 molL－1。 (5)水解呈堿性的鹽溶液——OH－全部來自水的電離。 實例：pH＝12的Na2CO3溶液中，由水電離出的c(OH－)＝10－2 molL－1，因部分H＋與部分CO結合使c(H＋)＝10－12 molL－1。 注意：要區(qū)分清楚溶液組成和性質的關系，酸性溶液不一定是酸溶液，堿性溶液不一定是堿溶液。 1．25 ℃時，在等體積的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 molL－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，發(fā)生電離的水的物質的量之比是(　　) A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶(5109)∶(5108) C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109 解析：①pH＝0的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 molL－1，c(OH－)＝10－14 molL－1，H2SO4抑制H2O的電離，則由H2O電離出的c(H＋)＝10－14 molL－1；②0.05 molL－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 molL－1，c(H＋)＝10－13 molL－1，Ba(OH)2抑制H2O的電離，則由H2O電離出的c(H＋)＝10－13 molL－1；③pH＝10的Na2S溶液，Na2S水解促進H2O的電離，由H2O電離出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－4 molL－1；④pH＝5的NH4NO3溶液，NH4NO3水解促進H2O的電離，由H2O電離出的c(H＋)＝10－5 molL－1。4種溶液中電離的H2O的物質的量之比等于H2O電離產生的H＋的物質的量之比，其比為10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。 答案：A 2．已知NaHSO4在水中的電離方程式為NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO。某溫度下，向c(H＋)＝110－6 molL－1的蒸餾水中加入NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的c(H＋)＝110－2 molL－1。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110－10 molL－1 C．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Kw＝c(H＋)c(OH－)＝110－6110－6＝110－12，說明該溫度下促進了水的電離，故該溫度高于25 ℃，A正確；由c(H＋)水＝c(OH－)＝Kw/c(H＋)＝110－10 molL－1，B正確；NaHSO4屬于強酸的酸式鹽，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：D 3．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1.010－a molL－1和1.010－b molL－1，在此溫度下，則下列說法正確的是(　　) A．ab，A和B選項錯誤；由題意可知，兩種溶液的pH＝b，即硫酸溶液中c(H＋)是1.010－b molL－1，而水電離產生的c(H＋)等于水電離產生的c(OH－)，所以硫酸溶液中c(OH－)是1.010－a molL－1，Kw＝1.010－(b＋a)，D選項正確。 答案：D 4．室溫下，在pH＝12的某溶液中，分別有甲、乙、丙、丁四位同學計算出由水電離的c(OH－)的數(shù)據(jù)分別為甲：1.010－7 molL－1；乙：1.010－6 molL－1；丙：1.010－2 molL－1；?。?.010－12 molL－1。其中你認為可能正確的數(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＋)＝110－12 molL－1，所有這些H＋都來自水的電離，水電離時同時提供相同物質的量的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，弱酸根離子與水反應生成弱酸和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：C 5．常溫下，某溶液中由水電離出的c(H＋)和c(OH－)的乘積是110－20，下列說法中正確的是(　　) A．該溶液的溶質不可能是NaHCO3 B．該溶液的pH一定是10 C．該溶液的溶質不可能是NaHSO4 D．該溶液的溶質可能是正鹽 解析：c(H＋)和c(OH－)的乘積小于10－14，說明水的電離受到了抑制，其溶質只能是酸或堿，故A正確；若為酸溶液，c(OH－)溶液＝110－10 molL－1，c(H＋)＝10－4 molL－1，溶液pH＝4；若為堿溶液，c(H＋)溶液＝110－10 molL－1，溶液pH＝10，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