水的电离-高考化学专题

1、考点44 水的电离力知识整合、水的电离i.水的电离平衡水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。H O + H 0 H 0 + 0H一简写为=h4 + on-“难”一刁t难电离:在25 %时.纯水中c(H") - e(OH ) - 1 乂 1。"特点mol L1电离方程式L*逆t-是可逆过程等也电离出的H*和OH浓度相等一"吸”是吸热过程积。2.水的离子积常数(1)概念：在一定温度下,c(H+)与c(OH-)的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子(2)表达式：水的离子积用 Kw表示。实验测得，25 C时，1 L水中只有1.0 X0-7 mol H2O电离

2、。所以该温度时的纯水中c(H+)=c(OH-)=1.0 10-7 molL-1, Kw=c(H+) c(OH-)=1.0 10-14,室温下Kw 一般也取这个值。(3)影响因素：Kw只与温度有关。温度升高Kw增大。注意事项(1)水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。(2)在室温时，任何物质的水溶液，Kw=10-14。Kw与溶液的酸碱性无关，只与温度有关。(3) Kw的重要应用在于溶液中 c(H+)和c(OH-)的换算。(4)外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH-)总是相等的。、c(H+)与c(OH 一)的反比关系图像0 lfr，10-6 c

3、fHJ/mnbL'1(1) A、B线表示白勺温度 A<B。(2) a、b、c三点表示溶液的性质分别为中隹二酸性二碱性.提醒：(1)曲线上的任意点的 Kw都相同，即c(H+) c(OH-)相同，温度相同；(2)实现曲线上点之间 的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。三、水的电离平衡的影响因素和有关计算1.外界因素对水电离的影响改变条件电离平衡溶液中十c(H )溶液中c(OH-)PH溶液的酸碱性Kw升高温度右移增大增大减小中性增大加入酸、碱加入酸，如稀硫酸、醋酸左移增大减小减小酸性/、变加入碱，如NaOH溶液、氨水左移减小增大增大碱性/、变加

4、入盐加入强碱弱酸盐，如 Na2CO3溶液右移减小增大增大碱性/、变加入强酸弱碱就，如AlCl 3溶液右移增大减小减小酸性/、变加入强酸强碱就，如NaCl溶液不移动/、变/、变/、变中性/、变加入活泼金属如Na右移减小增大增大碱性/、变2.水电离出的c(H+)或c(OH-)的计算(25 C时) (1)中性溶液 c(OH-)=c(H+)=10-7 mol L-1c(H ) c« (H ) Ck (H )(2)酸溶液c(OH-) Ck (OH-) % (H )酸溶液中，H+来源于酸的电离和水的电离，而OH-只来源于水的电离。_-_-_-c(OH ) 3 (OH ) c水(OH )(3)碱溶

5、液c(H ) Ck (H ) Ck (OH-)碱溶液中，OH-来源于碱的电离和水的电离，而H+只来源于水的电离。Ck (H )KwC(H")Ck (OH-)Kwc(OH-)(4)盐溶液酸性碱性c(H )c(OH-)c(OH-)c(H )中性:c(H ) c水(H ) c(OH-) 年(OH-)水解呈酸性或碱性的盐溶液中，H+n OH-均来源于水的电离。泮国要点考向.考向一水电离平衡的影响因素典例引领典例1下列微粒不会影响水的电离平衡的是A- ©；BfC- Cl-O-HD. <8【解析】?原代表Na ,是强碱NaOH对应的阳离子，不发生水解，故不影响水的电离， A正确;

6、 S2易发生水解反应而促进水的电离， B错误；HCIO属于弱酸，部分电离产生 H +和CIO，抑制水的电离， C错误；代表CH3COOH ,部分电离产生 .和CH3COO 一,抑制水的电离，D错误。【答案】A变式拓展1.25 C时，相同物质的量浓度的下列溶液：Na2SO4HClBa(OH)2AlCl 3,其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是A.>喧>B.>双> C.E>建D.>E>水电离平衡移动的判断(1)促进水的电离升高温度消耗OH-或H +(金属钠、可以水解的盐)(2)抑制水的电离降低温度外加酸、碱(NaHSO”质上相当于一元强酸)考向二水电

7、离平衡图像的分析与判断典例引领典例1 如图表示水中c(H+)和c(OH)的关系，下列判断错误的是c(OFiynkJL 110I。"1A .两条曲线间任意点均有 c(H + ) c(OH )=KwB. M区域内任意点均有 c(H+)<c(OH )C.图中 TivT2D. XZ线上任意点均有 pH = 7c(H + ) c(OH )=Kw, A项正确；由图中纵横轴【解析】由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H的大小可知M区域内任意点均有 c(H+)<c(OH ), B项正确；温度越高，水的电离程度越大，电离出的+ )与c(OH)越大，所以T2>Ti, C项正确；

8、XZ线上任意点都有 c(H+)=c(OH),只有当c(H + )=10 7 mol L一 1时，才有pH = 7, D项错误。【答案】D变式拓展2 .如图为不同温度下水的电离平衡曲线，已知pOH=-lgc(OH-),下列说法正确的是pHJ70A. Ti和T2的关系是：Ti>T2B. Kw 的关系是：B>C>A=D=EC. A点到D点：加入少量酸可实现D. T2时：pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性正确理解水的电离平衡曲线(1)曲线上的任意点的 Kw都相同，即c(H+) c(OH-)相同，温度相同。(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不

9、同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。考向三典例引领水电离由的c(H+)或c(OH-)的计算典例1常温下，某溶液中由水电离的c(H +)=1 >10 13mol L 1,该溶液可能是：盐酸、氯化钱溶液、硝酸钠溶液、氢氧化钠溶液中的A.B.C.D.【解析】酸、碱或强酸酸式盐都抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离，常温下，某溶液中由水电离的c(H +)=1 M0-13mol?L-1<1M0-7 mol?L-1,说明水的电离受到抑制，则溶液中的溶质为酸、碱或强酸酸式 盐，据此分析解答。盐酸是强酸而抑制水电离，项正确；氯

10、化俊为强酸弱碱盐，俊根离子水解促进水电离，项错误；硝酸钠为强酸强碱盐，不影响水电离，项错误；氢氧化钠为强碱而抑制水电离，项正确；综上所述，符合题意，A项正确，答案选 A。【答案】A变式拓展3 .室温下，在 pH=12的某溶液中，分别有甲、乙、丙、丁四位同学计算出由水电离出的c(OH-)的数据分别为甲：1.0 M0-7 mol L-1；乙：1.0 M0-6 mol L-1 ；丙：1.0 X0-2 mol L-1； 丁： 1.0 M0-12 mol L-1。其中你 认为可能正确的数据是A.甲、乙B.乙、丙C.丙、丁D.乙、丁水电离的c(H+)、c(OH-)的计算关键任何水溶液中水电离产生的c(H+

11、)和c(OH-)总是相等的(1)中性溶液：c(OH-)=c(H+)o(2)酸溶液一一OH-全部来自水的电离。cK、“，实例：常温下，pH=2 的盐酸中 c(H+)=10-2mol L-1,则 c(OH-)=-W2- mol L-1=1 M0-12 mol L-1,水电离出的 c(H +)= c(OH-)=10-12 mol L -1。(3)碱溶液一一H+全部来自水的电离。c ，.K、“，头例：吊温下，pH=12 的 NaOH 溶液中 c(OH )=10 mol L ,则 c(H )=2 mol L =1 X10 mol L ,10 2水电离出的 c(OH-)=c(H+)=10-12 mol L

12、-1。(4)水解呈酸性的盐溶液 H+全部来自水的电离。实例：常温下，pH=5的NH4C1溶液中，水电离出的 c(H+)=10-5 mol L-1,水电离的部分 OH-与NH+结合使得溶液中c(OH-)减小，为10-9 mol L-1。(5)水解呈碱性的盐溶液 一一OH-全部来自水的电离。实例：常温下pH=12的Na2CO3溶液中，水电离出的 c(OH-)=10-2 mol L-1,水电离的部分 H+与CO；结合使得溶液中c(H+)减小，为10-12 mol L-1。、.考点冲关*1 .在25c时水的离子积Kw= 1.0 10-14,在35c时水的离子积 Kw = 2.1 10-14,下列叙述正

13、确的是A.水中c(H+)随着温度的升高而降低B.水的电离是吸热过程C. 35c时的水比25c时的水电离程度小D. 25c时，纯水中滴加 NaOH溶液，Kw变小2 .某温度下，将浓度为 0.01mol L- 1盐酸与0.0 1mol匕一1的NaOH溶液等体积混合，混合后水的电离程度与 该温度下纯水的电离程度A.前者大B.后者大C.相等D.无法判断3 .下与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3 NH； + NH 2 ,据此判断以下叙述中错误的是A .液氨中含有NH3、NH：、NH2等微粒B . 一定温度下液氨中 c(NH ：) c(NH 2 )是个常数:C,液氨的电离达到平衡时：c(

14、NH3)=c(NH4)=c(NH2)D.只要不加入其他物质，液氨中 c(NH：)=c(NH2)4 .在c(H：) ： c(OH-)=1 ： 106的水溶液中能大量共存的离子组是A. K：、Al3：、HCO3、SO2B. Na：、NH ：、CO：、Cl-C. Na：、K：、 NO3、ClO-D. Na：、Fe2：、I-、SO25 .常温下，下列溶液中水的电离程度最大的是A. pH=0的硫酸B. 0.01 mol L：1 NaOH 溶液C. pH =10的纯碱溶液D. pH =5的氯化钱溶液6 .能促进水的电离，并使溶液中c(H*)>c(OH-)的操作是将水加热煮沸向水中投入一小块金属钠向水

15、中通CO2向水中通NH3向水中加入明矶晶体 向水中加入 NaHCO3固体 向水中加NaHSO4固体A.B.C.D.7,已知40 c时水的离子积常数为 Kwo该温度下，将浓度为 a mol L-1的一元酸HA与b mol L1的一元碱BOH等体积混合，该溶液呈中性时，下列叙述不正确的是A. a=b, pH = 7B.混合溶液的 c(H+)=c(OH )C.混合溶液中c(B+)=c(A )D,混合溶液中 c(OH )=怀mol L 18.水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是10 7 10'4 L-1)A.图中A、B、D三点处 Kw间的关系：B>A>D十c(NH 4)B.

16、 100 C ,将pH = 2的稀硫酸逐滴加入等体积pH =10的稀氨水中，溶液中c(NH 3 H2O)减小，充分反应后，溶液达到B点C.温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，可从A点变化到C点D.加热浓缩A点所示溶液，可从 A点变化到B点 9.某温度下的水溶液中， c(H+)=10-x mol L-1, c(OH-)=10-y mol L-1。x与y的关系如图所示(1)该温度下水的离子积为（填具体数值）；该温度（填高于“低于“或等于“常温。(2)该温度下0.01 mol L-1 NaOH溶液的pH为+(3)除了用pH外，科学家还建议用酸度（AG）来表示溶液的酸碱性:AG=lg 总）。则该温

17、度下,0.01mol L-1盐酸的酸度AG二10.下表是不同温度下水的离子积常数。T/K298TiT2水的离子积常数（Kw）1 X10-14a1 X10-12试回答以下问题:若 298<T1<T2,贝U a）1 乂410判断的理由是298 K时，某Na2SO4溶液中c（SO2 ）=5 ¥0-4 mol L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL ,则稀释后溶液中c(Na+) : c(OH-尸(3)(4)在T2 K时pH=10的NaOH溶液中，由水电离产生的OH-的浓度为T2 K时，将pH=11的NaOH溶液Vi L与pH=1的稀硫酸V2 L混合（设混合后溶液的体积为原两

18、溶液体积之和），所得混合溶液的 pH=2,则Vi : V2=直通高考1. 2019北京实验测得0.5 mol L-1CH3COONa溶液、0.5 mol L-1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是A.随温度升高，纯水中 c(H+)>c(OH-)B.随温度升高,CH3COONa溶液的c(OH-)减小C.随温度升高,CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果2.D.随温度升高,不同CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO-、Cu2+水解平衡移动方向2015广东一定温度下，水溶液中 H+ OH-的浓度变化曲线

19、如图。下列说法正确的是lj二。日a+HF 701X0LOx l(r? HOH力mol L1A.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 10-13C.该温度下，加入 FeCl3可能引起由b向a的变化D.该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化*会考答案变式拓展1 .【答案】C【解析】分析四种物质的性质可知，Na2SO4不影响水的电离平衡，HCl和Ba(OH)2能抑制水的电离，AlCl 3 能促进水的电离。Ba(OH)2为二元强碱，溶液中的 c(OH-)大于同浓度盐酸中的 c(H+),对水电离的抑制程 度更大。2 .【答案】C【解析】A.水的电离是吸热反应，升高温度

20、促进水电离，则水的离子积常数增大，根据图片知，Kw中A>B,则T1VT2,故A错误；B.相同温度下，水的离子积常数相同， 温度越高，水的离子积常数越大， 根据图片知，离子积常数 A=E=D >C>B,故B错误；C. A点到D点是等温线，离子积常数不变，溶液的碱性减弱、酸性增强，所以A点到D点：加入少量酸可实现， 故C正确；D.水的离子积常数未知，无法计算NaOH中氢氧根离子浓度，等体积混合，酸中氢离子、碱中氢氧根离子物质的量不一定相等，溶液酸碱性无法判断，如果是常温下，pH=2的硫酸与pH=12的NaOH溶液等体枳混合，溶液呈中性，故D错误；故答案为Co3 .【答案】C【解析

21、】如果该溶液是一种强碱溶液，则水电离出来的c(OH-尸c(H+)=1 >10-12 mol L-1;如果该溶液是一种强碱弱酸盐溶液，水电离出来的c(OH-)=1 ¥0-2 mol L-1,故丙、丁正确。考点冲关1 .【答案】B【解析】A .根据温度与水的离子积大小关系可知：升高温度，水电离程度增大，水电离产生的c(H+)增大，A错误；B.升高温度，水的离子积常数增大，说明升高温度促进水的电离，根据平衡移动原 理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以水的电离是吸热过程，B正确；C.升高温度，水的离子积常数增大，所以 35c时的水比25c时的水电离程度大， C错误；D. 25c时

22、，纯水中滴加 NaOH溶 液，水的电离平衡逆向移动，使水电离产生的H+、OH-浓度减小，但溶液中c(OH-)增大， c(H+) c(OH-尸Kw不变，该常数只与温度有关，D错误；故合理选项是 B。2 .【答案】C【解析】某温度下，将浓度为0.01mol L1盐酸与0.01mol L 1的NaOH溶液等体积混合，盐酸和 NaOH恰好完中和生成 NaCl, Na+和Cl-均不水解，不影响水的电离，则混合后水的电离程度与该温度下纯水 的电离程度相等；答案为 Co3 .【答案】C【解析】此题要求将水的电离迁移应用于NH3。NH3分子电离产生 H +和NH 2 , H+与NH3结合生成+NH 4 ,液氨

23、电离产生等量的 NH 2与NH 4 , 一定温度下离子浓度乘积为一常数；NH ,类似于H , NH 2类似于OH，4 .【答案】C【解析】c(H+) : c(OH-)=1 ： 106, c(H+)<c(OH-),说明该溶液呈碱性。碱性溶液中Al3+、HCO3不能大量存在，A项错误；碱性溶液中，NH +不能大量存在，B项错误；碱性溶液中，四种离子都不反应，可以大量共存，C项正确；碱性溶液中，Fe2+不能大量存在，D项错误。5 .【答案】C【解析】PH = 0的硫酸和0.01 mol L 1 NaOH溶液均抑制水的电离，水的电离程度较小。pH=10的纯碱溶液中CO3发生水解反应而促进水的电离

24、，水电离产生的 c(H )7K= c(OH )水=1M0 4 mol L 1； pH = 5 的氯化钱溶液中NH4发生水解反应而促进水的电离，水电离产生的c(H+=c(OH )水=1M55mol L1,故pH = 10的纯碱溶液中水的电离程度最大。6 .【答案】D【解析】 的c(H*)=c(OH)；的c(H+)<c(OH-)；的H2CO3电离抑制 H2O电离；的NH3 H2。电 离抑制H2O电离；的Al *水解促进水电离且 c(H + )>c(OH );的c(H + )<c(OH );的H+抑制H2O 电离。7 .【答案】A【解析】40 c时水的离子积常数 Kw>1.0

25、 M0 14,溶液呈中性时，pH<7,故pH=7的溶液呈碱性，A错 误；混合溶液的c(H+)=c(OH),则该溶液呈中性，B正确；混合溶液呈电中性，据电荷守恒可得 c(B + ) + c(rH+)=c(A )+c(OH ),若溶液中 c(B+)= c(A ),故c(H + )=c(OH ),则该溶液呈中性， C正确；在 水溶液中，Kw=c(H + ) c(OH ),将 c(H+)=/KW mol L1 代入可得 c(OH ) =，RW mol L 1,此时 c(H+) = c(OH ),则该溶液呈中性，D正确。8 .【答案】D【解析】水的离子积 Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大，温度

26、：B>A=D,则三点处Kw间的关系：B>A=D, A错误。100 C时Kw = 1"6X10-6= 1012,将pH =2的稀硫酸逐滴加入等体积 pH=10的稀氨 ，-+、 _ _ ，-+、 c(NH 4 )Kb(NH 3 H2O)c(NH 4)水中，c(NH3 H2。)= c(OH ) ， c(OH )减小、Kb(NH3 H2。)不变，则 c(NH3 H2。)增大；充分反应后， 氨水剩余，所得溶液呈碱T故溶液不能达到B点，B错误。温度不变，在水中加入适量NH4CI固体，NH 4发生水解而使溶液呈酸性，而 A、C点溶液均呈中性，故不能从A点变化到C点，C错误。图中AB直线

27、上各点溶液均呈中性，加热浓缩A点所示溶液，温度升高，水的电离程度增大，c(H+)、c(OH-)均增大，故可实现 A点到B点变化，D正确。9 .【答案】(1) 10-12高于10(3) 8【解析】(1)根据图象可知x=4时，y=8,所以该温度下水的离子积常数是10-4 10-8=10-12>10-14,所以温度高于常温。(2) 0.01 mol L-1 NaOH溶液中OH-的浓度是0.01 mol L-1,所以氢离子的浓度10 =10-10 mol L-1,因此pH=10。(3) 0.01 mol L-1盐酸溶液中氢离子浓度是0.01 mol L-1,所以OH-的浓度是10-10mol L

28、-1。因此该温度下，0.01 mol L-1 盐酸的酸度 AG=lg c(H ) =8。c(OH )10.【答案】(1) > 水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度变大，离子积常数增大(2) 1 000 ： 1(或 103 ： 1)(3) 1M0-10 mol L-1(4) 9： 11【解析】(1)升高温度，水的电离程度变大，Kw变大。(5) c(SO：)=5»0-4mol L-1,则 c(Na+)=2c(SO： )=1 ¥0-3molL-1,稀释到 10 倍，则c(Na+)=1乂0-4mol L-1。298 K 时Na2SO4 溶液中 c(OH-)=1 ¥0-7molL-1,稀释到 10 倍后仍然为1X10-7molL-1,则c(Na+) ： c(OH-)=103 ： 1。(6) pH=10的NaOH溶液中，c(H+)=1 M0-10 mol L-1, NaOH溶液中的H+全部来自水的电离，水电离出H +的同时也电离出等量的 OH-。(4)T2 K时，混合液的pH=2,说明溶液呈酸性，酸过量。T2 K时，pH=11的