人教高二化学选修4化学反应原理-水电离的计算规律
- 格式:docx
- 大小:20.03 KB
- 文档页数:2
易错点一:水的电离【易错题典例】25℃时,水溶液中c(H+)与c(OH-)的变化关系如图中曲线ac所示,下列判断错)误的是(B.b、d线段上任意一点对应的溶液都呈中性C.d点对应溶液的温度高于25℃,pH<7D.CH3COONa溶液不可能位于c点D【答案】【解题指导】水解平衡同样可以利用平衡移动原理解释,影响水的电离平衡的因素可归纳如下:易错点二:离子积常数【易错题典例】水的电离平衡曲线如图所示,下列说法不正确的是( )A.图中四点K W间的关系:A=D<C<BB.若从A点到C点,可采用温度不变在水中加少量CH3COONa固体C.若从A点到D点,可采用温度不变在水中加少量酸D.若处在B点所在的温度,将pH=2的硫酸与pH=10的NaOH的两种溶液等体积混合后,溶液显中性【答案】B【错因分析】考查水的电离平衡移动问题,结合图象判断并分析溶液在不同温度下的Kw,做题时注意根据图象比较c (H+)和c(OH-)的大小,易错点包括:①K w=c(H+)•c(OH-),式中c(H+)和c(OH-)均指的是溶液中的c(H+)、c(OH-).例如,常温下,pH=2的盐酸溶液中,c(H+)=10-2mol/L,则溶液中c(OH-)=10-12mol/L(也就是由水电离出的c(OH-)),由水电离的c(H+)=10-12mol/L=c(OH-)=10-12mol/L;②要区分由水电离出的c(H+)、c(OH-)和溶液中c(H+)、c(OH-):a、酸性溶液中,溶液中的c(H+)不等于由水电离出的c(H+),但溶液中的c(OH-)等于由水电离出的c(OH-);b、碱性溶液中,溶液中的c(OH-)不等于由水电离出的c(OH-),但溶液中的c(H+)等于由水电离出的c(H+);c、任何溶液中由水电离的c(H+)与c(OH-)总是相等的。
③水的离子积不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐稀溶液。
【解题指导】明确离子积常数的定义及影响因素是解答此类题的关键;离子积常数的影响因素①K w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,K w增大,25℃时K w=1×10-14,100℃时K w约为1×10-12;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,K w就不变;特别提醒]:水的离子积不仅适用于纯水,还适用于稀的电解质溶液。
安徽省安庆市第九中学高二化学《原电池》知识点总结 新人教版选修4一、弱电解质的电离1、定义:电解质: 在水溶液中或熔化状态下能导电的化合物,叫电解质 。
非电解质 : 在水溶液中或熔化状态下都不能导电的化合物 。
强电解质 : 在水溶液里全部电离成离子的电解质 。
弱电解质: 在水溶液里只有一部分分子电离成离子的电解质 。
2、电解质与非电解质本质区别:电解质——离子化合物或共价化合物 非电解质——共价化合物注意:①电解质、非电解质都是化合物 ②SO 2、NH 3、CO 2等属于非电解质 ③强电解质不等于易溶于水的化合物(如BaSO 4不溶于水,但溶于水的BaSO 4全部电离,故BaSO 4为强电解质)——电解质的强弱与导电性、溶解性无关。
3、电离平衡:在一定的条件下,当电解质分子电离成 离子的速率 和离子结合成 时,电离过程就达到了 平衡状态 ,这叫电离平衡。
4、影响电离平衡的因素:A 、温度:电离一般吸热,升温有利于电离。
B 、浓度:浓度越大,电离程度 越小 ;溶液稀释时,电离平衡向着电离的方向移动。
C 、同离子效应:在弱电解质溶液里加入与弱电解质具有相同离子的电解质,会 减弱 电离。
D 、其他外加试剂:加入能与弱电解质的电离产生的某种离子反应的物质时,有利于电离。
9、电离方程式的书写:用可逆符号 弱酸的电离要分布写(第一步为主)10、电离常数:在一定条件下,弱电解质在达到电离平衡时,溶液中电离所生成的各种离子浓度的乘积,跟溶液中未电离的分子浓度的比是一个常数。
叫做电离平衡常数,(一般用Ka 表示酸,Kb 表示碱。
)表示方法:AB A ++B - Ki=[ A +][ B -]/[AB]11、影响因素:a 、电离常数的大小主要由物质的本性决定。
b 、电离常数受温度变化影响,不受浓度变化影响,在室温下一般变化不大。
C 、同一温度下,不同弱酸,电离常数越大,其电离程度越大,酸性越强。
如:H 2SO 3>H 3PO 4>HF>CH 3COOH>H 2CO 3>H 2S>HClO 二、水的电离和溶液的酸碱性1、水电离平衡::水的离子积:K W = [H +]·[OH -]25℃时, [H +]=[OH -] =10-7 mol/L ; K W = [H +]·[OH -] = 1*10-14注意:K W 只与温度有关,温度一定,则K W 值一定 K W 不仅适用于纯水,适用于任何溶液(酸、碱、盐) 2、水电离特点:(1)可逆 (2)吸热 (3)极弱物质 单质 化合物电解质非电解质: 非金属氧化物,大部分有机物 。
第6讲 水的电离和溶液pH 计算一、水的电离与水的离子积1.水的电离与水的离子积在纯水或水溶液中 H2O H ++OH — △H>02H2O H 3O ++OH — △H>025℃ c(H +)=c(OH -) =1×10-7mol/L c(H +)∙c(OH -)=1×10-14=Kw100℃ c(H +)=c(OH -) =1×10-6mol/L c(H +)∙c(OH -)=1×10-12=Kw说明:(1)Kw 只与温度有关,温度越高Kw 越大。
因水的电离是吸热过程,升高温度Kw 将增大,100℃时,c(H +)=c(OH -)=1×10-6mol/L ,Kw=c(H +)∙c(OH -)=1×10-12。
(2)Kw 不仅适用于纯水,也适用于酸,碱,盐的稀溶液。
酸性溶液: [H +]H2O +[H +]酸 OH —[]H2O =Kw碱性溶液:H2O =Kw [OH —]H2O +[OH —]碱 H +[](3)纯水中水的电离度αH2O %=181000107-×100%=1.8×10-7%。
(4)任何水溶液中,水所电离而生成的c(H +)H2O =c(OH —)H2O2.影响水的电离平衡的因素(1)温度:温度升高,水的电离度增大,水的电离平衡向电离方向移动,离子浓度增大。
(2)酸、碱:在纯水中加入酸或碱,抑制H 2O 的电离,均使水的电离平衡左移,此时若温度不变,Kw 不变,αH2O 变小;c(H +)发生改变,pH 也随之改变;若向水中加入酸,则c(H +)增大,c(OH —)变小,pH 变小(3)其他因素:Zn Na 2CO 3 NH 4Cl二、溶液的酸碱性和pH 值1.溶液的酸碱性(1)中性溶液: c(H +)=c(OH -)(2)酸性溶液:c(H +)溶液>c(OH -)溶液以0.1mol/L HCl 为例,由于酸电离出H +能使H2O H ++OH -平衡向左移动,即抑制了水的电离,溶液中H +由两部分组成,一部分为酸提供,另一部分为H 2O 提供,水电离提供的c(H +)远小于酸提供的c(H +),故可忽略,溶液中H +全部看作酸提供,故c(H +)溶液=0.1mol/L ,但溶液中OH -全部为H 2O 电离产生,c(OH -)溶液=c(OH -)O H 2,水电离产生 c(H +)和c(OH -)始终相等,因此有c(OH -)溶液 = c(OH -)O H 2 =c(H +)O H 2=L mol /1.010114-⨯=1×10-13,H 2O 的电离度αO H 2%=18100010113-⨯×100%=1.8×10-13%,酸溶液中水的电离度比纯水中水的电离度小。
高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为高二化学选修四第3章知识点物质在水溶液中的行为化学是一门以实验为载体的科学以研究物质的结构、变化。
小编准备了高二化学选修四第3章知识点,具体请看以下内容。
一、水溶液1、水的电离H2OH++OH-水的离子积常数KW=[H+][OH-],25℃时,KW=1.010-14mol2L-2。
温度升高,有利于水的电离,KW增大。
2、溶液的酸碱度室温下,中性溶液:[H+]=[OH-]=1.010-7molL-1,pH=7酸性溶液:[H+][OH-],[H+]1.010-7molL-1,pH7碱性溶液:[H+][OH-],[OH-]1.010-7molL-1,pH73、电解质在水溶液中的存在形态(1)强电解质强电解质是在稀的水溶液中完全电离的电解质,强电解质在溶液中以离子形式存在,主要包括强酸、强碱和绝大多数盐,书写电离方程式时用=表示。
(2)弱电解质在水溶液中部分电离的电解质,在水溶液中主要以分子形态存在,少部分以离子形态存在,存在电离平衡,主要包括弱②强碱弱酸盐水解显碱性。
CH3COONa+H2OCH3COOH+NaOH③强酸强碱盐不水解。
④弱酸弱碱盐双水解。
Al2S3+6H2O=2Al(OH)3+3H2S(3)水解平衡的移动加热、加水可以促进盐的水解,加入酸或碱能抑止盐的水解,另外,弱酸根阴离子与弱碱阳离子相混合时相互促进水解。
三、沉淀溶解平衡1、沉淀溶解平衡与溶度积(1)概念当固体溶于水时,固体溶于水的速率和离子结合为固体的速率相等时,固体的溶解与沉淀的生成达到平衡状态,称为沉淀溶解平衡。
其平衡常数叫做溶度积常数,简称溶度积,用Ksp表示。
PbI2(s)Pb2+(aq)+2I-(aq)Ksp=[Pb2+][I-]2=7.110-9mol3L-3(2)溶度积Ksp的特点Ksp只与难溶电解质的性质和温度有关,与沉淀的量无关,且溶液中离子浓度的变化能引起平衡移动,但并不改变溶度积。
1.电离平衡概念一定条件(温度、浓度)下,分子电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等,溶液中各分子和离子的浓度都保持不变的状态叫电离平衡状态(属于化学平衡)。
任何弱电解质在水溶液中都存在电离平衡,达到平衡时,弱电解质具有该条件下的最大电离程度。
2.电离平衡的特征①逆:弱电解质的电离过程是可逆的,存在电离平衡;②等:弱电解质电离成离子的速率和离子结合成分子的速率相等;③动:弱电解质电离成离子和离子结合成分子的速率相等,不等于零,是动态平衡;④定:弱电解质在溶液中达到电离平衡时,溶液里离子的浓度、分子的浓度都不再改变;⑤变:外界条件改变时,平衡被破坏,电离平衡发生移动;3.影响电离平衡的因素(符合勒沙特列原理)(1)内因-电解质本身的性质,是决定性因素;(2)外因①温度-由于弱电解质电离过程均要吸热,因此温度升高,电离度增大;②浓度-同一弱电解质,浓度越大,电离度越小;在一定温度下,浓度越大,电离程度越小.因为溶液浓度越大,离子相互碰撞结合成分子的机会越大,弱电解质的电离程度就越小.因此,稀释溶液会促进弱电解质的电离;例如:在醋酸的电离平衡 CH3COOH⇌CH3COO-+H+A 加水稀释,平衡向右移动,电离程度变大,但c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)变小;B 加入少量冰醋酸,平衡向右移动,c(CH3COOH)、c(H+)、c(CH3COO-)增大但电离程度小;③外加物质若加入的物质电离出一种与原电解质所含离子相同的离子,则会抑制原电解质的电离,使电离平衡向生成分子的方向移动;若加入的物质能与弱电解质电离出的离子反应,则会促进原电解质的电离,使电离平衡向着电离的方向移动.以电离平衡CH3COOH⇌CH3COO-+H+为例,各种因素对平衡的影响可归纳为下表:(1)强电解质用“=”,弱电解质用“⇌”(2)多元弱酸分步电离,多元弱碱一步到位.H 2CO3H++HCO3-,HCO3-H++CO32-,以第一步电离为主.NH 3•H2O NH4++OH- Fe(OH)3Fe3++3OH-(3)弱酸的酸式盐完全电离成阳离子和酸根阴离子,但酸根是部分电离;NaHCO 3=Na++HCO3-,HCO3-H++CO32-(4)强酸的酸式盐如NaHSO4完全电离,但在熔融状态和水溶液里的电离是不相同的;熔融状态时:NaHSO4=Na++HSO4-;溶于水时:NaHSO4=Na++H++SO42-;5.电离平衡常数(相当于化学平衡常数)在一定温度下,当弱电解质的电离达到平衡状态时,溶液中电离产生的各种离子浓度的乘积与溶液中未电离的弱电解质分子浓度的比值是一个常数,这个常数叫做电离平衡常数,简称电离常数,通常用K a表示弱酸的电离常数;AB A++B-(1)K的意义:K值越大,则电离程度越大,电解质(即酸碱性)越强;K值越小,电离程度越小,离子结合成分子就越容易,电解质(即酸碱性)越弱.表达式中各组分的浓度均为平衡浓度;(2)K的影响因素:K的大小与溶液的浓度无关,只随温度的变化而变化.温度不变,K值不变;温度不同,K值也不同;(3)多元弱酸的K:多元弱酸的电离是分步电离的,每步电离平衡常数,通常用K1、K2、K3 分别表示,但第一步电离是主要的.如:磷酸的三个K值,K1>K2>K3 ,磷酸的电离只写第一步.说明:①一元弱酸、一元弱碱的电离常数表达式:CH 3COOH CH3COO-+H+一定温度下CH3COOH的电离常数为:NH 3•H2O NH4++OH-一定温度下NH3•H2O的电离常数为:②多元弱酸的电离特点及电离常数表达式:1°分步电离:是几元酸就分几步电离.每步电离只能产生一个H+,每一步电离都有其相应的电离常数.2°电离程度逐渐减小,且K1>K2>K3,故多元弱酸溶液中平衡时的H+主要来源于第一步.所以,在比较多元弱酸的酸性强弱时,只需比较其K1即可.例如25℃时,H3PO4的电离;H 3PO4H2PO4-+H+H 2PO4-HPO42-+H+HPO 42-PO43-+H+多元弱酸溶液中的c(H+)是各步电离产生的c(H+)的总和,在每步的电离常数表达式中的c(H+)是指溶液中H+的总浓度而不是该步电离产生的c(H+).6.电离度电离度(α)(相当转化率,与温度、浓度均有关)A 内因:电解质的本性.B 外因:温度和溶液的浓度等.(1)浓度的影响:醋酸稀释时电离度变化的数据:浓度(mol/L) 0.2 0.1 0.001电离度(%) 0.948 1.32 12.4可见,电离度随浓度的降低而增大.(因浓度越稀,离子互相碰撞而结合成分子的机会越少,电离度就越大.)【重难点指数】★★★★【重难点考向一】强酸和弱酸的鉴别【例1】室温下,对于pH和体积均相同的醋酸和盐酸两种溶液,分别采取下列措施,有关叙述正确的是( ) A.加适量的醋酸钠晶体后,两溶液的pH均增大B.温度都升高20℃后,两溶液的pH均不变C.加水稀释两倍后,两溶液的pH均减小D.加足量的锌充分反应后,两溶液中产生的氢气一样多【答案】A【重难点点睛】考查弱电解质电离,盐酸是强酸,醋酸是弱酸,所以醋酸溶液中存在电离平衡,升高温度能促进弱电解质电离,pH相同的醋酸和盐酸,醋酸的浓度大于盐酸,不同的酸和相同金属反应,生成氢气的速率与溶液中离子浓度成正比;易错选项是B,注意对于相同浓度的盐酸和醋酸溶液,升高温度,盐酸的pH不变,但醋酸的pH改变,为易错点。
(完整版)化学选修4(新人教版)新人教版《化学反应原理》全册知识点归纳第一章化学反应与能量一、焓变反应热1.反应热(Q):一定条件下,一定物质的量的反应物之间完全反应所放出或吸收的热量2.焓变(ΔH)的意义:在恒压条件下进行的化学反应的热效应(1).符号:△H(2).单位:kJ/mol(3)△H=H(生成物)-H(反应物)3.微观角度解释产生原因:化学键断裂——吸热化学键形成——放热放出热量的化学反应。
(放热>吸热)△H为“-”或△H<0吸收热量的化学反应。
(吸热>放热)△H为“+”或△H>0注:(高中阶段Q与△H二者通用)(4)影响晗变的主要因素:①发生变化的物质的物质的量,在其他条件一定时与变化物质的物质的量程正比。
②物质的温度和压强☆常见的放热反应:①所有的燃烧反应②酸碱中和反应③大多数的化合反应④金属与酸或水的反应⑤生石灰和水反应⑥浓硫酸稀释、氢氧化钠固体溶解等☆常见的吸热反应:①晶体Ba(OH)2?8H2O与NH4Cl②大多数的分解反应③以H2、CO、C为还原剂的氧化还原反应④铵盐溶解等二、热化学方程式书写化学方程式注意要点:①热化学方程式必须标出能量变化。
②热化学方程式中必须标明反应物和生成物的聚集状态(g,l,s分别表示固态,液态,气态,水溶液中溶质用aq表示)③热化学反应方程式要指明反应时的温度和压强。
④热化学方程式中的化学计量数可以是整数,也可以是分数⑤各物质系数加倍,△H加倍;反应逆向进行,△H改变符号,数值不变三、燃烧热1.概念:25℃,101kPa时,1mol纯物质完全燃烧生成稳定的化合物时所放出的热量。
燃烧热的单位用kJ/mol表示。
※注意以下几点:①研究条件:101kPa②反应程度:完全燃烧,产物是稳定的氧化物。
③燃烧物的物质的量:1mol④研究内容:放出的热量。
(ΔH<0,单位kJ/mol)四、中和热1.概念:在稀溶液中,酸跟碱发生中和反应而生成1molH2O,这时的反应热叫中和热2.强酸与强碱的中和反应其实质是H+和OH-反应,其热化学方程式为:H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l)ΔH=-57.3kJ/mol3.弱酸或弱碱电离要吸收热量,所以它们参加中和反应时的中和热小于57.3kJ/mol。
第2课时 弱电解质的电离平衡高三考纲要求 1.了解电解质的概念,了解强电解质和弱电解质的概念。
2.理解电解质在水中的电离以及电解质溶液的导电性。
3.理解弱电解质在水中的电离平衡,能利用电离平衡常数(K a 、K b )进行相关计算。
考点二 电离平衡常数1.表达式(1)一元弱酸HA 的电离常数:根据HA H ++A -,可表示为K a =c (A -)·c (H +)c (HA )。
(2)一元弱碱BOH 的电离常数:根据BOH B ++OH -,可表示为K b =c (B +)·c (OH -)c (BOH )。
2.特点(1)电离平衡常数与温度有关,与浓度无关,升高温度,K 值增大。
(2)电离平衡常数反映弱电解质的相对强弱,K 越大,表示弱电解质越易电离,酸性或碱性越强。
例如,在25 ℃时,K (HNO 2)=4.6×10-4,K (CH 3COOH)=1.8×10-5,因而HNO 2的酸性比CH 3COOH 强。
(3)多元弱酸的各级电离常数的大小关系是K 1≫K 2≫K 3……,故其酸性取决于第一步电离。
3.电离度 (1)概念在一定条件下的弱电解质达到电离平衡时,已经电离的电解质分子数占原电解质总数的百分比。
(2)表示方法α=已电离的弱电解质分子数溶液中原有弱电解质的总分子数×100%也可表示为α=弱电解质的某离子浓度弱电解质的浓度×100%(3)影响因素①相同温度下,同一弱电解质,浓度越大,其电离度(α)越小。
②相同浓度下,同一弱电解质,温度越高,其电离度(α)越大。
(1)H 2CO 3的电离常数表达式:K a =c 2(H +)·c (CO 2-3)c (H 2CO 3)(×)(2)弱电解质的电离平衡右移,电离平衡常数一定增大(×)(3)电离常数大的酸溶液中的c (H +)一定比电离常数小的酸溶液中的c (H +)大(×)(4)某一弱电解质,电离度越大,电离常数就越大(×)(5)相同温度下,向1 mol·L-1的醋酸溶液中加入少量冰醋酸,其电离度变小(√)1.同一温度下,H2CO3的电离平衡常数K a1=4.4×10-7,K a2=4.7×10-11,有人认为K a1、K a2差别很大的主要原因是第一步电离产生的H+对第二步的电离起抑制作用造成的。
水的电离与酸碱溶液的离子浓度水是一种非常特殊的物质,不仅是生命的基础,还在许多化学反应中起着重要的作用。
在水中存在水分子的电离,从而产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
这种电离现象对于溶液中酸碱性质的理解至关重要,因为溶液中的离子浓度直接决定了溶液的酸碱程度。
一、水的电离水分子(H2O)有一个特殊的性质,即自发发生电离反应,产生氢离子和氢氧根离子。
这个反应可以用以下方程式表示:H2O ⇌ H+ + OH-在水的电离过程中,水分子会自发地解离为一个氢离子(H+)和一个氢氧根离子(OH-)。
正常情况下,水分子的电离是极小的,主要存在于两种形式:游离态的氢离子和氢氧根离子都非常少。
二、酸碱溶液的离子浓度酸和碱是指在水溶液中的化学物质,具有酸性和碱性特性。
溶液中的酸和碱都可以通过对水分子的电离产生离子,从而使溶液具有电导能力。
而这些离子的浓度直接决定了溶液的酸碱程度。
1. 酸性溶液酸性溶液是指溶液中氢离子浓度高于氢氧根离子浓度的溶液。
可用酸度(pH)来表示溶液的酸碱程度。
pH是一个指数,并且是一个反比指数,即pH值越小,酸性越强。
pH的计算公式如下:pH = -log[H+]其中[H+]表示氢离子的浓度。
浓度一般以摩尔浓度(mol/L)来表示。
2. 碱性溶液碱性溶液是指溶液中氢氧根离子浓度高于氢离子浓度的溶液。
碱性溶液的碱度可以用pOH来表示,pOH的计算公式如下:pOH = -log[OH-]其中[OH-]表示氢氧根离子的浓度。
3. 中性溶液中性溶液是指溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度的溶液。
在中性溶液中,pH值和pOH值相等,都为7。
这意味着[H+]和[OH-]的浓度是相等的。
酸性溶液、碱性溶液和中性溶液的离子浓度决定了溶液的酸碱性质。
根据溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度比例,可以判断溶液的具体酸碱性质。
总结:水的电离是指水分子自发地解离为氢离子和氢氧根离子的过程。
溶液中离子的浓度决定了溶液的酸碱性质。
第二节水的电离和溶液的酸碱性第一课时 水的电离1.水是极弱的电解质,其电离方程式为H 2OH ++OH -。
2.常温下,水的离子积常数K W =c (H +)·c (OH -)×10-14。
3.K W 只受温度的影响,不受溶液酸、碱性的影响,温度不变,K W 不变。
4.升高温度能促进水的电离,水的离子积常数增大。
水的电离水是一种极弱的电解质,电离方程式为H 2O +H 2O H 3O ++OH -,简写为H 2OH ++OH -,水的电离常数K 电离=c (H +)·c (OH -)c (H 2O )。
2.影响水电离平衡的因素改变条件 水的电离 平衡 溶液中 c (H +) 溶液中 c (OH -) 升高温度 右移 增大 增大 加入酸 左移 增大 减小 加入碱 左移 减小 增大 加入活泼 金属(如Na)右移减小 增大1.[双选题]下列微粒中能影响水的电离平衡,且使水的电离平衡向左移动的是( ) A .HSO -4 B .C 2H 5OH C .Na D .[ O H]-解析:A 项HSO -4电离出H +使溶液显酸性抑制水的电离;B 项C 2H 5OH 是非电解质,对H 2O 的电离无影响;C 项金属钠使H 2O 电离平衡向右移动;D 项为OH -,抑制水的电离。
答案:AD水的离子积常数[自学教材·填要点]1.推导由精确的实验可知,25℃时,1 L纯水( mol)只有1×10-7 mol H2O电离,则c(H2O)几乎不变,可视为常数,又因为K电离为常数,所以c(H+)·c(OH-)=K电离·c(H2O)为一常数,记为K W。
2.表达式K W=c(H+)·c(OH-);25℃时,K W=×10-14。
3.影响因素水的离子积K W,只受温度的影响,温度升高,K W增大。
4.适用范围K W不仅适用于纯水,还可适用于稀的电解质水溶液。
水电离的计算规律
有关水的电离平衡的题型很多,其中较难理解的是计算不同溶液中水电离产生的H+或OH-浓度。
下面就这类题目的解题规律和方法略加分析,供学习参考。
一、水电离的计算规律
解此类题要注意一个关键问题,即由水电离出的c(H+)始终等于水电离出的c(OH-)。
1.中性溶液:c(H+)水= c(OH-)水=1.0×10-7 mol/L(除特别说明,本文默认温度为25℃,下同)。
2.溶质为酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水,水电离产生的H+可以忽略不计。
例如,计算pH=2的盐酸中,由水电离出的c(H+)水,需先求出溶液中的c(OH-)水=10-12 mol/L,再由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水,得出结果。
3.溶质为碱的溶液:OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水,水电离产生的OH-可以忽略不计。
例如,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)水=10-12mol/L,则水电离产生的c(OH-)水=c(H+)水=10-12 mol/L。
4.水的电离是吸热过程,温度升高,促进水的电离,K W增大,pH减小,但c(H+)水=c(OH )水。
二、典型例题分析
例1室温时,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(OH-)= 。
解析根据题意,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(H+)= 0.1 mol/L;根据室温时水的离子积常数的关系式,变形可得:c(OH-)=K W/ c(H+)=(1×10-14)/(1×10-1)=1×10-13(mol/L)。
溶液中的c(OH-)应当是1×10-13 mol/L。
答案1×10-13 mol/L
例2 常温下,下列四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比依次为()
①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸
③0.01mol/L的氢氧化钠溶液④pH=11的氢氧化钠溶液
A.1:10:100:1000 B.0:1:12:11
C.14:13:12:11 D.14:13:2:3
解析①pH=0的盐酸中,c(H+)酸=1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/1=1×10-14mol/L;
②0.1 mol/L的盐酸中,c(H+)酸=0.1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/0.1 =1×10-13mol/L;
③0.01mol/L的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-2mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-2=1×10-12 mol/L;
④pH=11的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-3mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-3=1×10-11mol/L。
则这四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比为:1×10-14:1×10-13:1×10-12:1×10-11=
1:10:100:1000
答案 A。