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第26讲 水的电离和溶液的酸碱性
[考纲要求] 1.了解水的电离,离子积常数。2.了解溶液pH的定义,了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。3.掌握酸碱中和滴定原理及应用。
考点一 水的电离
1.水的电离
(1)水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-或H2OH++OH-。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1。任何水溶液中,由水电离出来的c(H+)与c(OH-)都相等。
2.水的离子积常数
(1)水的离子积常数:Kw=c(H+)·c(OH-)。25 ℃时,Kw=1×10-14,100 ℃时,Kw=1×10-12。
(2)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw增大。
(3)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液。
(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。
3.影响水电离平衡的因素
(1)升高温度,水的电离程度增大,Kw增大。
(2)加入酸或碱,水的电离程度均减小,Kw不变。
(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3),水的电离程度增大,Kw不变。
甲同学认为在水中加入H2SO4,水的电离平衡向左移动,解释是加入H2SO4后c(H+)增大,平衡左移。乙同学认为加入H2SO4后,水的电离平衡向右移动,解释是加入H2SO4后,c(H+)浓度增大,H+与OH-中和,平衡右移。你认为哪种说法正确?说明原因。
提示: 甲正确;温度不变,Kw是常数,加入H2SO4,c(H+)增大,c(H+)·c(OH-)>Kw,平衡左移。
[诊断辨析] 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)室温下,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等( )
(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( )
答案: (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)× (6)√ (7)√
题点一 水的电离平衡
1.25 ℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH- ΔH>0,下列叙述正确的是( )
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
A [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,溶液中的氢离子浓度减小,故A项正确;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项错误;加入CH3COOH固体,溶液中的氢离子浓度增大,平衡逆向移动,故C项错误;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项错误。]
2.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是( )
学生用书第191页
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FeCl3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
C [升温促进水的电离,升温,水的离子积常数增大,c(H+)·c(OH-)都增大,点不在曲线上,A项错误;根据c(H+)和c(OH-)可求出Kw=1.0×10-14,B项错误;加入FeCl3,Fe3+水解溶液呈酸性,可引起由b向a的变化,C项正确;温度不变,水的离子积常数不变,稀释后所表示的点还在曲线上,不可能到达d点,D项错误。]
题点二 定性比较水电离出的c(H+)或c(OH-)大小
3.(1)25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液中:①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小的顺序 。
(2)物质的量浓度相同的NaOH溶液与盐酸溶液中,水的电离程度 ;常温下,pH=5的NH4Cl溶液与pH=9的CH3COONa溶液中,水的电离程度 。(均填“前者大”“后者大”或“相同”)
答案: (1)④>①>②>③
(2)相同 相同
题点三 定量计算水电离出的c(H+)或c(OH-)
4.常温下,计算下列溶液中水电离的c(H+)水和c(OH-)水。
(1)pH=