3.2 水的电离和溶液的PH（一） 暑假预习 高中化学人教版（2019）选择性必修1

3.2水的电离和溶液的PH（一）知识图谱知识精讲一．水的电离1．水是极弱的电解质，能微弱电离：，通常简写为2．实验测得：室温下（即55.6mol）中只有1×10-7mol发生电离，故25℃时，纯水中，平衡常数二．影响水的电离平衡的因素1．促进水电离的因素：（1）升高温度：因为水电离是吸热的，所以温度越高K电离越大。同时增大，增大，但始终保持相等，仍显中性。纯水由25℃升到100℃，从1×10-7mol/L增大到1×10-6mol/L（pH变为6）。（2）加入活泼金属向纯水中加入活泼金属，如金属钠，由于活泼金属可与水电离产生的直接发生置换反应，产生，使水的电离平衡向右移动。（3）加入易水解的盐由于盐的离子结合或而促进水的电离，使水的电离程度增大。温度不变时，不变。（4）电解如用惰性电极电解溶液等。2．抑制水电离的因素：（1）降低温度。（2）加入酸、碱、强酸酸式盐。向纯水中加酸和强酸酸式盐（）能电离出、碱能电离出，平衡向左移动，水的电离程度变小，但不变。影响水的电离平衡的因素可归纳如下：平衡移平衡移动方向电离程度的相对大小溶液的酸碱性离子积加热向右增大中性增大降温向左减小中性减小加酸向左减小酸性不变加碱向左减小碱性不变加能结合的物质向右增大碱性不变加能结合的物质向右增大酸性不变三．水的离子积因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后几乎不变，因此可视为常数，则在一定温度时，电离的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。（无单位）。1．内容（1）只受温度影响，水的电离吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，增大。与无关。。（2）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于其他稀溶液。不论是纯水还是稀酸、碱、盐溶液，只要温度不变，就不变。（3）在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，也就是任何水溶液中都是共存的。由水电离产生的总是相等的。任何水溶液中都存在2．水电离的离子浓度计算酸：碱：盐：酸性碱性三点剖析一．考点：1．了解水的电离平衡以及影响因素。2．了解水的离子积并能运用其进行简单计算。二．重难点：了解水的离子积并能运用其进行简单计算。三．易错点：1．升高温度，水的电离程度增大，但由于和始终保持相等，故水仍呈中性。2．向纯水中加入含有弱酸根阴离子（如）或弱碱阳离子（如的盐，由于它们能跟水电离出的或结合生成难电离的物质，使水的电离平衡右移，电离程度增大。3．向纯水中加入强酸的酸式盐，如加入，由于电离产生，增大了，能抑制水的电离，使水的电离平衡左移。影响水电离平衡的因素例题1、纯水在10℃和50℃时的氢离子浓度，前后两个量的大小关系为（）A.大于B.等于C.小于D.不能确定例题2、在100℃时，100mL蒸馏水中c(OH－)＝1×10－6mol·L－1，当改变下列条件之一时，c(OH－)仍然等于1×10－6mol·L－1的是（）①温度降低到25℃②加入10－6molNaOH固体，保持100℃③加入10－6molNaCl，保持100℃④蒸发掉50mL水，保持100℃A.①②B.③④C.①③D.②④例题3、在相同温度下，0.01mol·L－1的NaOH溶液和0.01mol·L－1的盐酸相比，下列说法正确的是（）A.由水电离出的c(H＋)相等B.由水电离出的c(H＋)都是1.0×10－12mol·L－1C.由水电离出的c(OH－)都是0.01mol·L－1D.两者都促进了水的电离随练1、向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（）A.c(H＋)·c(OH－)不变B.pH增大了C.c(OH－)降低了D.水电离出的c(H＋)减小了随练2、（1）在由水电离产生的H＋的浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是________。①K＋、Cl－、NO3-、S2－②K＋、Fe2＋、I－、SO42-③Na＋、Cl－、NO3-、SO42-④Na＋、Cu2＋、Cl－、HCO3-⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NO3-（2）不能影响水的电离平衡的操作是________。A．向水中投入一小块金属钠B．将水加热煮沸C．向水中通入CO2气体D．向水中加食盐晶体水的离子积常数例题1、下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是（）A.因为水的离子积常数的表达式是KW＝c(H＋)·c(OH－)，所以KW随溶液中H＋和OH－的浓度变化而变化B.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量例题2、在某温度时，测定纯水中c(H＋)＝2.4×10－7mol·L－1，则c(OH－)为（）A.2.4×10－7mol·L－1B.0.1×10－7mol·L－1C.mol·L－1D.c(OH－)无法确定例题3、25℃时，在0.01mol·L－1的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是（）A.5×10－13mol·L－1B.0.02mol·L－1C.1×10－7mol·L－1D.1×10－12mol·L－1随练1、常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为（）①1mol·L－1的盐酸②0.1mol·L－1的盐酸③0.01mol·L－1的NaOHA.1∶10∶100B.0∶1∶12C.14∶13∶12D.14∶13∶2随练2、在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：（1）A点水的离子积为1×10－14，B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是______________________________________________________________。（2）100℃时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？为什么？__________________________________________________________________________________。（3）100℃时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)是________。拓展1、25℃时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比①∶②∶③∶④是（）①1mol·L－1的盐酸②0.1mol·L－1的盐酸③0.01mol·L－1的NaOH溶液④1mol·L－1的NaOH溶液A.1∶10∶100∶1B.1∶10－1∶10－12∶10－14C.14∶13∶12∶14D.14∶13∶2∶12、将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是（）A.水的离子积变大、pH变小、呈酸性B.水的离子积不变、pH不变、呈中性C.水的离子积变小、pH变大、呈碱性D.水的离子积变大、pH变小、呈中性3、如果25℃时，KW＝1.0×10－14，某温度下Kw＝1.0×10－12。这说明（）A.某温度下的电离常数较大B.前者的c(H＋)较后者大C.水的电离过程是一个放热过程D.Kw和K电离无直接关系4、水的电离过程为，在25℃时，水的离子积Kw＝1×10－14，在35°C时，水的离子积Kw(35℃)＝2.1×10－14，则下列叙述正确的是（）A.c(H＋)随着温度的升高而降低B.35°C时，c(H＋)<c(OH－)C.35°C时的水比25℃时的水电离程度小D.水的电离是吸热的

答案解析影响水电离平衡的因素例题1、【答案】C【解析】水的电离过程是吸热的过程，升高温度，促进水的电离，氢离子浓度增大。例题2、【答案】B【解析】100℃时c(OH－)·c(H＋)＝1×10－12mol2·L－2，而25℃时c(OH－)·c(H＋)＝1×10－14mol2·L－2，c(OH－)＝1×10－7mol·L－1；100mL水中加入10－6molNaOH，c(OH－)＝10－5mol·L－1；蒸馏水中加入NaCl，保持100℃，仍符合c(OH－)＝1×10－6mol·L－1；蒸发50mL水，保持100℃，c(OH－)·c(H＋)不变，c(OH－)＝1×10－6mol·L－1。例题3、【答案】A【解析】二者均抑制水的电离，且抵制程度相同。随练1、【答案】B【解析】c(H＋)·c(OH－)＝KW，KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，A正确；滴入少量盐酸后，c(H＋)增大，pH减小，B错误；因c(H＋)·c(OH－)＝KW，c(H＋)增大，则c(OH－)减小，C正确；滴入盐酸，会抑制水的电离，水电离出的c(H＋)减小，D正确随练2、【答案】（1）③⑤（2）D【解析】（1）水电离产生的c(H＋)＝1×10－13mol·L－1<1.0×10－7mol·L－1，水的电离受到了抑制，则溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。①若为酸性溶液，则H＋、NOeq\o\al(－,3)与S2－反应；②若为碱性溶液，则Fe2＋＋2OH－===Fe(OH)2↓；④HCOeq\o\al(－,3)既不能与H＋大量共存，也不能与OH－大量共存，且Cu2＋与OH－产生沉淀。水的离子积常数例题1、【答案】C【解析】水的离子积常数KW＝K电离·c(H2O)，一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KW＝c(H＋)·c(OH－)，但是只要温度一定，KW就是一个不变的常数，溶液中H＋的浓度变大，OH－的浓度就变小，反之亦然。例题2、【答案】A【解析】无论什么条件下，纯水中的c(H＋)＝c(OH－)。例题3、【答案】A【解析】H2SO4电离出的c(H＋)＝0.02mol·L－1，由KW＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13mol·L－1。随练1、【答案】A【解析】①1mol·L－1盐酸中c(H＋)＝1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－14mol·L－1。②0.1mol·L－1盐酸中c(H＋)＝0.1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－13mol·L－1，③0.01mol·L－1NaOH溶液中，c(OH－)＝0.01mol·L－1，由水电离出的c(H＋)水＝10－12mol·L－1，则三者由水电离出的氢离子浓度之比为10－14∶10－13∶10－12＝1∶10∶100。随练2、【答案】（1）1×10－12；水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大（2）否，在盐酸中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点（3）2×10－9mol·L－1【解析】（1）水的电离过程是吸热的，B曲线相当于A曲线在升高温度，则水的电离程度增大，促进电离，所以氢离子和氢氧根离子浓度增大，B曲线下，=1.0×10-12，水的离子积增大，故答案为：1×10－12；水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大；（2）向溶液中滴加盐酸会对水的电离起到抑制作用，氢离子浓度增大，氢氧根浓度减小，但是温度不变，水的离子积不变，所以体系不会处于B点位置，会在该温度曲线的基础上向着下方移动，答：不会；氢离子浓度增大，氢氧根浓度减小，但是温度不变，水的离子积不变；（3）根据溶液中，100℃时，若盐酸中[H+]=5×10-4mol·L-1，则水电离出的c（H+）=c（OH-）=mol/L=2×10-9mol/L．拓展1、【答案】A【解析】25℃时，Kw＝1×10－14。酸溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中由水电离出的c(OH－)，所以①c(H＋)＝1mol·L－1，由水电离出的c(H＋)与溶液中c(OH－)相等，等于10－14mol·L－1；②c(H＋)＝0.1mol·L－1，则由水电离出的c(H＋)＝10－13mol·L－1。碱溶液中由水电离出的c(H＋)等于该溶液中的c(H＋)，所以，③c(OH－)＝0.01mol·L－1，由水电离出的c(H＋)＝10－12mol·L－1，④由水电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1。即四种溶液中由水电离出的c(H＋)之比为10－14∶10－13∶10－12∶10－14＝1∶10∶100∶1。2、【答案】D【解析】水的电离是一个吸热过程，升温有利于其电离，但是促进电离后c(H＋)和c(OH－)同时