内容正文:
第25讲 水的电离和溶液的酸碱性
[课标要求]
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。
[对应学生用书P202]
考点一 水的电离与水的离子积常数
一、水的电离
水是极弱的电解质,其电离方程式为 2H2OH3O++OH- ,可简写为 H2OH++OH- ,水的电离平衡常数的表达式为K=。
[知识拓展] 液氨可以发生与水相似的电离:2NH3(l)NH+NH。
二、水的离子积常数
1.表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。常温下,Kw=__1×10-14__。
2.影响因素:只与温度有关,水的电离是__吸热__过程,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就不变。
三、外界条件对水的电离平衡的影响
H2OH++OH-
改变条件
平衡移动方向
Kw
水的电离程度
c(OH-)
c(H+)
加酸
__逆__
不变
减小
__减小__
__增大__
加碱
__逆__
不变
减小
__增大__
__减小__
加可水解的盐
Na2CO3
__正__
不变
增大
__增大__
__减小__
NH4Cl
__正__
不变
增大
__减小__
__增大__
温度
升温
__正__
增大
增大
__增大__
__增大__
降温
__逆__
减小
减小
__减小__
__减小__
其他,如加入Na
__正__
不变
增大
__增大__
__减小__
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。( )
(6)常温下,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同。( )
(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)常温下,pH相同的NaOH溶液与CH3COONa溶液,水的电离程度后者大。( )
(9)常温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液,水的电离程度相同。( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√ (8)√ (9)√
演练一 水的电离平衡的影响因素及结果判断
1.(2023·内江第六中学模拟)25 ℃时,等物质的量浓度的下列四种溶液:①HCl溶液 ②NaOH溶液 ③H2SO4溶液 ④FeCl3溶液,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )
A.③>②=①>④ B.④>③>②>①
C.④>①=②>③ D.③>①>②>④
解析 ①HCl为强酸,抑制水的电离;②NaOH为碱,抑制水的电离;③H2SO4为强酸,抑制水的电离;④FeCl3为强酸弱碱盐,Fe3+水解,促进水的电离;等物质的量浓度溶液,则HCl和NaOH的抑制程度相等,H2SO4中氢离子浓度更大,抑制程度大于HCl,因此水的电离程度由大到小的顺序是④>①=②>③,选C。
答案 C
2.(2023·丹阳模拟)水的电离平衡曲线如下图所示,已知T>25 ℃,下列说法正确的是( )
A.保持温度不变,向A点溶液中通入适量HCl,可获得D点溶液
B.B点溶液呈酸性
C.C点溶液和D点溶液混合,所得溶液呈中性
D.a>7
解析 保持温度不变,水的离子积不变,向A点溶液中通入适量HCl,则溶液中的H+浓度增大,c(OH-)减小,但c(H+)、c(OH-)不变,即还在曲线CAD上,即可获得D点溶液,A正确;由题干图示信息可知,B点溶液中c(H+)=c(OH-),故溶液呈中性,B错误;由于未告知混合时C点溶液和D点溶液的体积,则无法判断C点溶液和D点溶液混合所得溶液的酸碱性,C错误;已知水的电离是一个吸热过程,升高温度促进水的电离,且T>25 ℃,故a<7,D错误。
答案 A
[练后反思]
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同,即c(H+)·c(OH-)相同,温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同,温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需要保持温度不变,改变溶液的酸碱性;实现曲线上的点与曲线外的点之间的转化需要改变温度。
演练二 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
3.(2023·