关于水的电离及有关计算.doc

关于水的电离及有关计算只有深入理解水的电离，才能对PH的计算和盐类的水解有一个本质的认识，本文对水的电离及有关计算作一探讨。一水的电离1水的离子积常数人们通常认为水是不导电的，但用精密仪器测定时，发现水有微弱地导电性，表明水是极弱的电解质，能电离出极少量的H+和OH-，其电离方程式为：H2O+H2OH3O+ + OH-,简写为H20H+OH-。水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的，因此极难发生。实验测得，25时1L纯水中只有110-7mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等，电离前后H2O的物质的量几乎不变，因此c（H+)c(OH-)=K电离c（H2O) =Kw, Kw是一个新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积。知识要点 H20H+OH-(正反应吸热），25C时C（H+）=C（OH-）=10-7mol/L，水的离子积为10-14mol/L。理解水的离子积要注意三个方面： 水的离子积与温度有关，因水的电离过程吸热，升温有利于水的电离，水的离子积增大。如：100C时，水的离子积为10-12mol/L。 水的离子积揭示了在任何水溶液中都存在水的电离平衡，都有H+和OH-共存，只是相对含量不同。 水的离子积不仅适用于纯水，还适用于酸性溶液或是碱性溶液。且都有C（H+）水=C（OH-）水。如： 酸性溶液中：C（H+）酸+C（H+）水C（OH-）水=Kw 碱性溶液中：C（OH-）碱+C（OH-）水C（H+）水=Kw 2：影响水电离的因素（1）温度 因为水的电离是一个吸热反应，所以升温总是促进水的电离，故温度越高，Kw越大。Kw只有温度有关。25 Kw= c（H+)c(OH-)=10-14100 Kw= c（H+)c(OH-)=10-12（2）外加酸、碱 加酸，增加c（H+)，水的电离左移加碱，增加c(OH-)，水的电离左移小结：往水中加酸或加碱，总是抑制水的电离。（3）加入盐加入强酸强碱盐 对水的电离无影响加入强酸弱碱盐加入强碱弱酸盐 均促进水的电离。加入弱酸弱碱盐小结：能水解的盐（除酸式盐不确定外）总是促进水的电离， （4）活泼金属。总是促进水的电离。二有关计算例题1： 由水电离出的氢离子浓度为C（H+）=10-11mol/L时,溶液的PH_解析：由于常温下，溶液中由水电离产生的c(H+)=110-11mol/L，由水电离产生的c(OH-)=110-11mol/L，而常温下纯水中由水电离产生的c(H+)=110-7mol/L,可知是抑制了水的电离，若加酸抑制，则氢氧根离子的浓度就是水电离 的。利用水的离子积常数求得溶液中氢离子的浓度为10-3mol/L（水电离的氢离子几乎可忽略不计），该溶液的PH为3；若加碱，溶液中的氢离子就是水电离的氢离子，PH值为11 答案：11或3规律提升：1. 25C时，水电离产生的c(H+)=110-7mol/L, ，而现在溶液中由水电离产生的c(H+)=110-11mol/L，可知是抑制了水的电离，溶液可能显酸性，也可能显碱性，有两种情况。2. 酸性溶液中水电离的氢离子几乎可忽略不计；碱性溶液中水电离的氢氧根离子可忽略不计。例题2：（2011四川）时，在等体积的 pH=0的H2SO4溶液、0.05mol/L的Ba（OH）2溶液，pH=10的Na2S溶液，pH=5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是A.1:10:10:10 B.1:5:510:510 C.1:20:10:10 D.1:10:10:10解析：根据H20H+OH-可知，H2SO4溶液、Ba（OH）2溶液抑制水的电离，根据溶液的H2SO4溶液的PH或Ba（OH）2溶液中c（OH-）计算水的电离的物质的量，Na2S溶液、NH4NO3溶液促进水的电离，根据PH可直接求出发生电离的水的物质的量，进而计算物质的量之比解：设溶液的体积为1L，中pH=0的H2SO4中c（H+）=1.0molL-1，c（OH-）=1.010-14molL-1，水电离的物质的量为1.010-14mol；中c（OH-）=0.1molL-1，c（H+）=1.010-13molL-1，水电离的物质的量为1.010-13mol；中c（OH-）=1.010-4molL-1，水的电离的物质的量为1.010-4mol；中c（H+）=1.010-5molL-1，水的电离的物质的量为1.010-5mol故中水的电离的物质的量之比为：1.010-14mol：1.010-13mol：1.010-4mol1：1.010-5mol=1：10：1010：109，A项正确故选A方法总结： 关于水电离出c（H+）或c（OH-）或水的量的方法：1.溶质是酸，就求c（OH-），因为酸中的OH-是水电离出的。2.溶质是碱，就求，因为碱中的H+是水电离出的。若温度为25，1和2中c（OH-）或c（H+）将小于1.010-7molL-13.溶质是盐，若溶液显酸性，就求c（H+） 若溶液显碱性，就求c（OH-）若温度为25，3中c（OH-）或c（H+）将大于1.010-7molL-练习：1 在25C时的纯水中通入一定量的氯化氢，当溶液的PH=1时，则由水电离的C（H+）是（ ） A 10-1mol/LB 10-6mol/L C 10-8mol/L D 10-13mol/L 2、(2007年高考理综天津卷11)25 时，水的电离达到平衡：H2OHOH；DH0，下列叙述正确的是A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH)降低 B向水中加入少量固体硫酸氢钠，c(H)增大，KW不变C向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D将水加热，KW增大，pH不变3室温下，在PH都等于9的NaOH和CH3COONa两种溶液中，设由水电离产生的OH-浓度分别为amol/L，与bmol/L，a和b的关系为（ ） A， ab, B ,a=10-4b, C ,b=10-4a D a=b425C时，由水电离出的c（H+）=110-12mol/L的溶液中，一定能大量共存的离子组是A.Al3+ NH4+ SO42- Cl-B.Na+ K+ SO42- CO32- C.K+