内容正文:
第28讲 水的电离和溶液的酸碱性
课程标准 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。
考点一 水的电离
授课提示:对应学生用书第263页
1.水的电离
水是极弱的电解质,水的电离方程式为H2O+H2OH3O++OH-或H2OH++OH-。
2.水的离子积常数
(1)表达式:Kw=c(H+)·c(OH-)。
(2)室温下:Kw=1×10-14。
(3)影响因素:只与温度有关,升高温度,Kw增大。
(4)适用范围:Kw不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液。
3.影响水电离平衡的因素
外界条件对水电离平衡的具体影响
体系变化
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
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
(1)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。( )
(2)室温下,0.1 mol·L-1的盐酸与0.1 mol·L-1的NaOH溶液中水的电离程度相等。( )
(3)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。( )
(4)某温度下,纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1,则此时c(OH-)=5×10-8 mol·L-1。( )
答案:(1)√ (2)√ (3)√ (4)×
关键点1 影响水电离平衡的因素及结果判断
1.25 ℃时,相同物质的量浓度的下列溶液:①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是( )
A.④>③>②>① B.②>③>①>④
C.④>①>②>③ D.③>②>①>④
解析:②③分别为碱、酸,抑制水的电离;④中NH水解促进水的电离;①NaCl不影响水的电离。
答案:C
2.一定温度下,水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图所示,下列说法正确的是( )
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1.0×10-14
C.该温度下,加入FeCl3可能引起由b向c的变化
D.该温度下,稀释溶液可能引起由c向d的变化
解析:升高温度时,水的电离平衡右移,c(H+)和c(OH-)均增大,Kw随之增大,而c和b对应的Kw相等,A项错误;由图中数据可计算出该温度下,水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-)=1.0×10-7×1.0×10-7=1.0×10-14,B项正确;加入FeCl3后,由于Fe3+水解促进了水的电离,使c(H+)增大,c(OH-)减小,但Kw不变,可引起由b向a的变化,C项错误;该温度下,稀释溶液,Kw不变,而c和d对应的Kw不相等,D项错误。
答案:B
3.如图表示不同温度下的水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw
B.M区域内任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.图中T1<T2
D.XZ线上任意点均有pH=7
解析:水的离子积常数表达式为Kw=c(H+)·c(OH-),适用于水及较稀的水溶液,A项正确;观察题中图示,XZ线表示溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),M区域溶液呈碱性,c(OH-)>c(H+),B项正确;H2O(l)H+(aq)+OH-(aq) ΔH>0,升高温度平衡正向移动,图中Z点Kw=1×10-6.5×1×10-6.5=1×10-13大于X点的Kw=1×10-7×1×10-7=1×10-14,所以T2>T1,C项正确;XZ线上任意点表示溶液呈中性,由于各点温度不同,故pH不同,D项错误。
答案:D
水电离平衡移动的判断
(1)促进水的电离
(2)抑制水的电离
关键点2 水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算
4.常温下,计算下列溶液中由水电离出的c(H+)或c(OH-)。
(1)pH=2的盐酸:c(H+)水=____________。
(2)pH=11的NaOH溶液:c(OH-)水=____________。
(3)pH=2的FeCl3溶液:c(H+)水=____________。
(4)pH=11的Na2CO3溶液:c(OH-)水=____________。
解析:(1)pH=2,c(H+)=1×10-2 mol·L-1,c(H+)水=c(OH-)水= mol·L-1=1×10-12 mol·L-1。
(2