2024届高三化学一轮复习 专题八8.2水的电离和溶液的pH 讲义

水的电离和溶液的pH 【考纲要求】 1．掌握水的电离、离子积常数(KW)以及影响水电离平衡的因素 2．熟悉溶液pH的定义及测定方法，能进行pH的简单计算 考点一 水的电离与水的离子积常数 【核心知识梳理】 1．水的电离 (1)水是极弱的电解质 ①水的电离方程式为为2H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－ ②水的电离常数表达式 (2)水的电离过程吸热 2．水的离子积常数(KW) (1)表达式：KW＝c(H＋)·c(OH－) (2)数值：室温(25 ℃)下，KW＝1.0×10－14 (3)影响：只与温度有关，由于水的电离是吸热过程，升高温度，KW增大 (4)适用：Kw不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐的稀溶液 (5)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H＋、OH－，只要温度不变，KW不变 【微点拨】 ①水的离子积常数KW＝c(H＋)·c(OH－)，其实质是水溶液中的H＋和OH－浓度的乘积，不一定是水电离出的H＋和OH－浓度的乘积 ②25 ℃时，KW＝1×10－14，100 ℃时，KW＝1×10－12 3．影响水的电离平衡的因素 (1)温度(升高温度，促进水的电离)：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向右移动，电离程度增大，c(H＋)和c(OH－)同时增大，KW增大，但由于c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，故仍呈中性 (2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离)：向纯水中加入酸(强酸或弱酸)、碱(强碱或弱碱)、强酸的酸式盐(NaHSO4)或以电离为主的多元弱酸的酸式盐(NaHSO3)，由于酸(碱)电离产生的H＋(OH－)，使溶液中c(H＋)或c(OH－)增大，使水的电离平衡左移，水的电离程度减小 (3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离)：在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于它们能跟水电离出的H＋和OH－结合生成难电离物，使水的电离平衡右移，水的电离程度增大 (4)加入活泼金属(促进水的电离)：向纯水中加入金属钠，由于活泼金属能与水电离的H＋直接作用，产生氢气，促进水的电离 H2OH＋＋OH－　ΔH>0 改变条件 平衡移动方向 c(H＋) c(OH－) 水的电离程度 Kw 升高温度 右移 增大 增大 增大 增大 加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变 加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变 加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变 加入金属Na 右移 减小 增大 增大 不变 【微点拨】 ①在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离出的c(H＋)与c(OH－)一定相等 ②酸、碱能抑制水的电离，故室温下，酸、碱溶液中水电离产生的c(H＋)<1×10－7 mol·L－1，而能水解的盐溶液中水电离产生的c(H＋)[或c(OH－)]>1×10－7 mol·L－1 ③室温下，由水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)＜10－7 mol·L－1时，可能是加酸或加碱抑制了水的电离 ④给水加热，水的电离程度增大，c(H＋)＞10－7 mol·L－1，pH<7，但水仍显中性 4．水电离出的c(H＋)水或c(OH－)水的计算 (1)计算方法 ①任何情况下水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的 ②当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)：在溶液中c(H＋)、c(OH－)较小的数值是水电离出来的 溶液(25 ℃) c(H＋) /(mol·L－1) c(OH－) /(mol·L－1) c(H＋)水或c(OH－)水/(mol·L－1) 0.01 mol·L－1盐酸 1.0×10－2 1.0×10－12 1.0×10－12 0.1 mol·L－1NaOH溶液 1.0×10－13 1.0×10－1 1.0×10－13 ③当促进水的电离时(如盐的水解)：在溶液中c(H＋)、c(OH－)较大的数值是水电离出来的 溶液(25 ℃) c(H＋) /(mol·L－1) c(OH－) /(mol·L－1) c(H＋)水或c(OH－)水/(mol·L－1) pH＝5的NH4Cl溶液 1.0×10－5 1.0×10－9 1.0×10－5 pH＝10的Na2CO3溶液 1.0×10－10 1.0×10－4 1.0×10－4 (2)常见计算的5种类型(25 ℃) ①中性溶液：c(OH－)＝c(H＋)＝10－7 mol·L－1 ②酸溶液——OH－全部来自水的电离：c(H＋)水＝c(OH－)水＝c(OH－) 例：pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，则 c(OH－)水＝1×10－12 mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－