内容正文:
第2讲 水的电离和溶液的pH
复习目标
知识构建
1.了解水的电离、离子积常数(Kw)。
2.了解溶液pH的含义及其测定方法,能进行pH的简单计算。
考点一 水的电离
1.水的电离
(1)水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-或简写为H2OH++OH-。
(2)25 ℃时,纯水中c(H+)=c(OH-)=1×10-7_mol·L-1;任何水溶液中,由水电离出的c(H+)与c(OH-)都相等。
2.水的离子积常数
3.填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变
条件
平衡移
动方向
Kw
水的电
离程度
c(OH-)
c(H+)
HCl
逆
不变
减小
减小
增大
NaOH
逆
不变
减小
增大
减小
Na2CO3
正
不变
增大
增大
减小
NH4Cl
正
不变
增大
减小
增大
NaHSO4
逆
不变
减小
减小
增大
加热
正
增大
增大
增大
增大
(1)水的离子积常数只受温度影响,与水的电离平衡移动和溶液(稀溶液)的酸碱性无关。
(2)水中加酸或碱对水的电离均有抑制作用,加水解的盐促进水的电离。
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)100 ℃的纯水中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,此时水呈酸性。(×)
(3)在表达式Kw=c(H+)·c(OH-)中 c(H+)、c(OH-)一定是水电离出的。(×)
(4)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性,两溶液中水的电离程度相同。(×)
(5)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。(√)
题组一 水的电离平衡的影响因素
1.室温时纯水中存在电离平衡:H2OH++OH-。下列叙述正确的是( )
A.升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,溶液显酸性
B.向水中加入少量氨水,平衡逆向移动,抑制水的电离,c(OH-)降低
C.向水中加入少量硫酸,c(H+)增大,由水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1
D.向水中加入少量NH4Cl固体,NH结合水电离出的OH-,由水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1
解析:D 升高温度,水的电离程度增大,c(H+)增大,pH<7,c(H+)=c(OH-),溶液显中性,故A错误;加入氨水,NH3·H2OOH-+NH碱性增强,c(OH-)增大,故B错误;H2OH++OH-,加入硫酸,氢离子浓度增大,抑制水的电离,水电离出氢离子浓度减小,故C错误;水中加入少量NH4Cl固体,NH结合水电离出的OH-,促进水的电离,使水电离出的c(H+)>1×10-7 mol·L-1,故D正确。
2.已知水的电离平衡如图所示,且pOH=-lgc(OH-),下列说法错误的是( )
A.各点对应的水的离子积:Kw(f)>Kw(e)=Kw(d)
B.加热f点纯水,其组成由f点沿fd直线向d方向迁移
C.向c点纯水中通入少量HCl,其组成由c点沿cde曲线向e点移动
D.df直线上各点对应的水溶液(或纯水)一定显中性
解析:B pOH+pH=pKw,水的电离吸热,温度越高,水的离子积Kw越大,c(OH-)、c(H+)越大,pOH、pH越小,所以温度:T>20 ℃,即Kw(f)>Kw(d),同时Kw只与温度有关,d、e点在等温线上,所以Kw(f)>Kw(e)=Kw(d),A正确;由A项可知加热f点纯水,其组成由f点沿Of直线向O方向迁移,B错误;恒温条件下,向c点纯水中通入少量HCl,溶液酸性增强,pH减小,由于pOH+pH=pKw,所以pOH增大,其组成由c点沿cde曲线向e点移动,C正确;df直线上各点对应的水溶液中均有pH=pOH,即c(OH-)=c(H+),所以df直线上各点对应的水溶液均呈中性,D正确。
题组二 水电离出的c(H+)和c(OH-)的计算
3.25 ℃时,在等体积的①pH=0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH=10的Na2S溶液、④pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比是( )
A.1∶10∶1010∶109
B.1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C.1∶20∶1010∶109
D.1∶10∶104∶109
解析:A 25 ℃时,pH=0的H2SO4溶液中由水电离出的c(H+)=10-14 mol·L-1;0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.05 mol·L-1×2=0.1 mol·L-1,根据Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14