第42讲 水的电离和溶液的pH -备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练

备战2024年高考化学【一轮·夯基提能】复习精讲精练 第42讲 水的电离和溶液的pH 本讲复习目标 1．掌握水的电离、离子积常数(Kw)。 2．能进行溶液pH的计算，能正确测定溶液的pH。 夯基·知识精讲 一．水的电离与水的离子积常数 1．水的电离方程式 （1）水是极弱的电解质，能发生微弱的电离，其电离方程式为H2O＋H2OH3O＋＋OH－，可简写为H2OH＋＋OH－，水的电离常数K电离＝。 （2）25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。 2．水的离子积常数 当水的电离达到电离平衡时，电离产物H＋和OH－浓度之积是一个常数，叫做水的离子积常数Kw。 （1）室温25 ℃下：Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14。 （2）影响因素：Kw只与温度有关，温度不变，Kw不变，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。 （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 填写外界条件对H2OH＋＋OH－ ΔH>0的具体影响 　　　体系变化 条件　　　　 移动方向 Kw 电离程度 c(OH－) c(H＋) pH 溶液的酸碱性 HCl 不变 减小 减小 增大 减小 酸性 NaOH 不变 减小 增大 减小 增大 碱性 可水解的盐 Na2CO3 不变 增大 增大 减小 增大 碱性 NH4Cl 不变 增大 减小 增大 减小 酸性 温度 升温 增大 增大 增大 增大 减小 中性 降温 减小 减小 减小 减小 增大 中性 其他：如加入Na 不变 增大 增大 减小 增大 碱性 （1）加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。 （2）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。 （3）温度一定时，Kw为定值，水溶液中c(H＋)、c(OH－)一个减小，另一个必增大。 （4）水的电离平衡曲线 说明： ①同一曲线上任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同，如Kw(A)＝Kw(D)。 ②曲线外任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同，如Kw(A)<Kw(C)<Kw(B)。 ③实现同一曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变溶液的酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化必须改变温度。 4．抑制或促进水电离的方法 抑制水电离的方法： (1)外加酸或碱。 (2)加入强酸的酸式盐固体(如NaHSO4)。 (3)通入酸性气体(如CO2、SO2)或碱性气体(如NH3)。 (4)降温。 促进水电离的方法： (1)升温。 (2)加入活泼金属(如Na、K等)。 (3)加入强酸弱碱盐或强碱弱酸盐。 5．水电离出的c(H＋)水或c(OH－)水的相关计算 任何水溶液中水电离产生的c(H＋)和c(OH－)总是相等的。常温下，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)＝10－7 mol·L－1，而酸、碱的介入能抑制水的电离，使得水电离出的c(H＋)＝c(OH－)<10－7 mol·L－1。 （1）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。具体见下表： 溶液(25 ℃) pH＝2的盐酸 pH＝13的NaOH溶液 c(H＋)/(mol·L－1) 10－2 10－13 c(OH－)/(mol·L－1) 10－12 10－1 水电离出来的c(H＋)或c(OH－)/(mol·L－1) 10－12 10－13 ①酸的溶液——OH－全部来自水的电离 实例：pH＝2的盐酸中c(H＋)＝10－2 mol·L－1，则c(OH－)＝＝1×10－12 mol·L－1，即水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－12 mol·L－1。 ②碱的溶液——H＋全部来自水的电离 实例：pH＝12的NaOH溶液中c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，即水电离出的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。 （2）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。具体见下表： 溶液(25 ℃) pH＝5的NH4Cl溶液 pH＝10的Na2CO3溶液 c(H＋)/(mol·L－1) 10－5 10－10 c(OH－)/(mol·L－1) 10－9 10－4 水电离出来的c(H＋)或c(OH－)/(mol·L－1)