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知识点一 水的电离和水的离子积一、水的电离1.电离平衡和电离程度 ①水是极弱的电解质,能微弱电离：H 2O+H 2O H 3O ++OH -,通常简写为H 2O H ++OH —；ΔH 〉0 ② 实验测得：室温下1LH2O （即55.6mol ）中只有1×10-7mol 发生电离,故25℃时，纯水中c （H +）=c （OH —)=1×10-7mol/L ,平衡常数O)c(H )c(OH )c(H K 2-•=+电离2。
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.c(H +）和c(OH —)同时增大,K W 增大,但c （H +)和c （OH —）始终保持相等，仍显中性。
纯水由25℃升到100℃，c （H +）和c （OH -）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H ＋直接发生置换反应，产生H 2，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H +或OH —而促进水的电离，使水的电离程度增大。
温度不变时，K W 不变。
④电解如用惰性电极电解NaCl 溶液、CuSO 4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（NaHSO4）能电离出H+、碱能电离出OH —，平衡向左移动，水的电离程度变小，但K W 不变。
练习：影响水的电离平衡的因素可归纳如下：1. 水的离子积（1）概念：因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O ）几乎不变，因此c （H2O ）可视为常数，则在一定温度时，c(H +）与c （OH —)=K 电离c （H2O ）的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。
K W =c(H +)·c(OH —）,25℃时，K W =1×10—14(无单位）。
《水的电离和溶液的 pH》知识清单一、水的电离1、水的电离平衡水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离：H₂O ⇌H⁺＋OH⁻。
在一定温度下，纯水中 c(H⁺）和 c(OH⁻）的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，通常用 Kw 表示。
Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻）。
2、水的离子积常数的影响因素Kw 只随温度的变化而变化，温度升高，Kw 增大。
因为水的电离是吸热过程，升高温度会促进水的电离。
例如，在 25℃时，Kw ＝ 10×10⁻¹⁴；在 100℃时，Kw ＝55×10⁻¹³。
3、影响水的电离平衡的因素（1）温度如前所述，升高温度促进水的电离，降低温度抑制水的电离。
（2）外加酸、碱向水中加入酸或碱，会增大 H⁺或 OH⁻的浓度，抑制水的电离。
（3）外加能水解的盐向水中加入能水解的盐，盐电离出的离子与水电离出的 H⁺或OH⁻结合，从而促进水的电离。
（4）其他因素如活泼金属与水的反应，也会促进水的电离。
二、溶液的酸碱性与 pH1、溶液的酸碱性的判断依据溶液的酸碱性取决于溶液中 c(H⁺）和 c(OH⁻）的相对大小。
当 c(H⁺）＞ c(OH⁻）时，溶液呈酸性；当 c(H⁺）＝ c(OH⁻）时，溶液呈中性；当 c(H⁺）＜ c(OH⁻）时，溶液呈碱性。
2、 pH 的定义pH 是用来表示溶液酸碱性强弱的一种方法。
pH ＝ lg c(H⁺）。
3、 pH 的测量方法（1）pH 试纸将一小片pH 试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸上，然后与标准比色卡对照读出 pH。
使用 pH 试纸时，不能用水润湿，否则可能会导致测量结果不准确。
（2）pH 计pH 计是一种精确测量溶液 pH 的仪器。
4、 pH 的计算（1）单一溶液强酸溶液，如 HnA 溶液，c(H⁺）＝ n·c(HnA) ，然后根据 pH ＝ lg c(H⁺）计算 pH。
强碱溶液，如 B(OH)n 溶液，先根据 c(OH⁻）＝ n·cB(OH)n 计算出c(OH⁻），再根据 Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻）计算出 c(H⁺），最后求出 pH 。
水的电离反应水的电离反应是指水分子在适当的条件下发生自身的离子化过程。
这个过程可以通过下面的方程式来表示：H2O ⇌ H+ + OH-在这个方程式中，H2O代表水分子，H+代表氢离子，OH-代表氢氧离子。
水的电离反应是一个平衡反应，可以向前或向后进行。
水的电离反应是一个重要的化学概念，对于理解酸碱性、pH值等概念有着深远的影响。
以下将深入探讨水的电离反应的原理、影响因素以及应用。
一、水的电离反应的原理水的电离反应是基于水分子的结构和化学键的性质。
水分子由一个氧原子和两个氢原子组成，氧原子与两个氢原子之间通过共价键相连。
在水分子中，氧原子的电负性比氢原子大，在共价键中，氧原子带有部分负电荷，氢原子带有部分正电荷。
这使得水分子变得极性，具有极性分子的特性。
由于极性分子的特性，水分子在适当的条件下可以发生电离反应。
在电离反应中，一个水分子会失去一个氢离子（H+离子），变成氢离子（H+），同时剩余的部分会形成氢氧离子（OH-）。
这个过程是可逆的，氢离子和氢氧离子可以重新结合形成水分子。
二、影响水的电离反应的因素水的电离反应受到温度、浓度和压力等因素的影响。
1. 温度：温度对水的电离反应有明显的影响。
通常情况下，温度越高，水的电离度越高，电离反应向右方向进行的速率越快。
反之，温度越低，电离度越低。
2. 浓度：水的电离度与水溶液中H+和OH-离子的浓度有直接关系。
当H+或OH-离子的浓度增加时，电离度也相应增加。
在纯水中，H+和OH-离子的浓度非常低，几乎可以忽略不计。
3. 压力：压力对水的电离反应影响极小，因为水的压力变化对水的电离度几乎没有影响。
三、水的电离反应的应用水的电离反应在许多领域得到了应用。
1. 酸碱性：水的电离反应直接决定了溶液的酸碱性。
当溶液中H+离子的浓度高于OH-离子时，溶液呈酸性；当H+离子和OH-离子的浓度相等时，溶液呈中性；当OH-离子的浓度高于H+离子时，溶液呈碱性。
2. pH值：pH值是描述溶液酸碱性强弱的指标，pH= -log[H+]。
《水的电离与溶液的ＰＨ 酸碱中和滴定 》知识要点一、水的电离1。
水的电离方程式:H 2O Ｈ++ ＯH -2、 ①表达式:室温下纯水,K W ＝ｃ(Ｈ＋)·ｃ(OH —)=1×10—1４,pH=7,c(H +)=c(O Ｈ-)=10－7mol ·L－1②影响K ｗ大小的因素Ａ。
水的电离过程是个吸热的过程,故温度升高,Ｈ2O 的Ｋw 增大 。
Ｂ、水的离子积是水电离平衡时的性质,不仅适用于纯水,也适用于稀的电解质水溶液,只要温度不变,K w 就不变。
③影响水的电离平衡的因素 A 、酸、碱均可抑制水的电离; B 、升高温度可促进水的电离; C 、易水解的盐均可促进水的电离; Ｄ、活泼金属(Ｎa)可促进水的电离。
二、溶液的酸碱性与ｐH1、 溶液的酸碱性溶液的酸碱性决定于c (H ＋)与ｃ(OH –)的关系 (1)c (Ｈ＋)＝c (OH –),溶液呈中性、 (2)c (H ＋)〉c (O Ｈ –),溶液呈酸性 (３)ｃ(H +)<c (OH –),溶液呈碱性 2。
pH(1)定义式: p Ｈ= -ｌg C(H +) (2)适用范围:0～1４(3)p Ｈ 与溶液中ｃ(H ＋)的关系、２５℃,纯水的p Ｈ为7,溶液显中性,pH ＜7的溶液为酸性,pH>7的溶液为碱性。
①pH 表示溶液酸碱性的强弱。
pH 越小,溶液酸性越强;反之,溶液的碱性越强。
②使用范围:1×１０—１4mol·L －1≤ｃ(H +)≤1mo ｌ·Ｌ—1、即:0≤p Ｈ≤1４ (填p Ｈ的取值范围)。
注意:ｐH为7的溶液不一定为中性。
100℃,K W＝１×１0—12,c(H+)＝c(OH–)＝1×10—6mol／Ｌ,此时p Ｈ为６,但溶液仍为中性。
判断溶液酸碱性的依据是比较溶液中c(H+)、c(ＯＨ–)的相对大小。
３。
pH试纸的使用(1)方法把小片试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的ｐＨ试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比即可确定溶液的pH、(2)注意试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释估计会产生误差。
专题十八水的电离和溶液的酸碱性考点1 水的电离1.[2020福建三明第一中学模拟]某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变，测得溶液的pH为2。
下列对该溶液的叙述不正确的是(）A.该温度下加入等体积pH=12的NaOH溶液可使该溶液恰好呈中性B。
该温度高于25 ℃C。
加入NaHSO4晶体抑制了水的电离D。
该溶液中由水电离出来的H+浓度是1.0×10-10 mol·L—12。
[2020浙江宁波新高考适应性考试]下列说法正确的是（) A。
25 ℃时某溶液中水电离出的c水（H+)=1.0×10—12 mol·L-1，其pH一定是12B。
某温度下，向氨水中通入CO2,随着CO2的通入，不断增大C。
恒温恒容下,反应X(g)+3Y(g)2Z(g），起始时充入3 mol X 和3 mol Y，当X的体积分数不变时，反应达到平衡D。
某温度下,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变，测得溶液的pH为2，该温度下加入等体积pH=10的NaOH 溶液可使反应后的溶液恰好呈中性3。
［2021河北廊坊模拟］如图是不同温度(T1、T2）下溶液中水的离子积常数K w变化曲线，有关说法正确的是（）A.图中温度T1〈T2B。
T1温度下pH=6的溶液有弱酸性C。
两条曲线中四个点K w间的关系：B〉A=D=ED.E、D两点水的电离均被抑制，而K w相等4。
［2021各地开学考试试题组合，6分]25 ℃时,有pH均为9的NaOH溶液和CH3COONa溶液。
回答下列问题:(1）两溶液中c（H+）·c（OH-)=.(2）各取10 mL上述溶液,分别加水稀释至100 mL，pH较大的是溶液。
(3）各取10 mL上述溶液,分别加热至90 ℃,pH较小的是溶液.（4)两溶液中由水电离出的c(OH-）分别为NaOH溶液;CH3COONa溶液。
（5)取10 mL CH3COONa溶液，加水稀释至100 mL,的值（填“增大”“减小"或“不变”）。
水的电离溶液的酸碱性与pH一、选择题(本题包括6小题,每小题5分,共30分)1.(2016·苏州高二检测)下列微粒中能使水的电离平衡向左移动且溶液的pH减小的是( )A.HSB.Cl-C.Na+D.OH-【解析】选A。
酸、碱均抑制水的电离,而能水解的弱酸根离子或弱碱的阳离子促进水的电离。
A项HS电离出H+使溶液显酸性抑制水的电离;B中Cl-、C中Na+对水的电离无影响;D项为OH-,抑制水的电离,使溶液的pH增大。
【补偿训练】水是最宝贵的资源之一。
下列表述正确的是( )A.4℃时,纯水的pH=7B.温度升高,纯水中的c(H+)增大,c(OH-)减小C.水的电离程度很小,纯水中主要存在形态是水分子D.向水中加入酸或碱,都可抑制水的电离,使水的离子积减小【解析】选C。
25℃时纯水的pH=7,A错;升温,水的电离程度增大,c(OH-)和c(H+)均增大,B错;水是弱电解质,电离的程度很小,纯水中主要存在形态是水分子,C对;水的离子积与温度有关,加入酸或碱均能抑制水的电离,但水的离子积不变,D错。
2.(2016·淄博高二检测)下列说法正确的是( )A.强酸的水溶液中不存在OH-B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液C.在温度不变时,水溶液中c(H+)和c(OH-)不能同时增大D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7mol·L-1,其呈酸性【解析】选C。
在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-,所以A错;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 mol〃L-1,并不是酸性最强的溶液,只是c(H+)>1.0 mol〃L-1的溶液用pH表示酸性强弱不再方便,故B错;在温度一定时,c(H+)〃c(OH-)=K w是一个定值,故二者不能同时增大,故C对;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性,所以D错误。
3.(2016·三明高二检测)下列叙述正确的是( )A.无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,在常温下,其c(H+)·c(OH-)=1.0×10-14B.c(H+)等于1.0×10-7mol·L-1的溶液一定是中性溶液C.0.2 mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)是0.1 mol·L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍D.任何浓度的溶液都可以用pH来表示其酸性的强弱【解析】选A。
K w=c(H+)〃c(OH-),且K w只与温度有关,所以,在常温下,无论是纯水,还是酸性、碱性或中性稀溶液,其K w=1.0×10-14;在温度不确定时,中性溶液中的c(H+)不一定等于 1.0×10-7mol〃L-1;0.2 mol〃L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度比0.1 mol〃L-1CH3COOH溶液中的CH3COOH电离程度小,所以,0.2 mol〃L-1CH3COOH溶液中的c(H+)小于0.1 mol〃L-1CH3COOH溶液中的c(H+)的2倍;当c(H+)或c(OH-)大于1 mol〃L-1时,用pH表示溶液的酸碱性就不简便了,所以,当c(H+)或c(OH-)大于1 mol〃L-1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,而是直接用c(H+)或c(OH-)来表示。
4.(2016·雅安高二检测)下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( )A.c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1的溶液是中性B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7mol·L-1C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性【解析】选C。
A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定是1.0×10-7mol〃L-1,所以B项错,C项正确;100℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是中性,所以D错误。
5.(2016·锦州高二检测)水的电离平衡曲线如图所示,下列说法正确的是( )A.图中对应点的温度关系为a>b>cB.纯水仅升高温度,可从a点变到c点C.水的离子积常数K W数值大小关系为b>c>dD.在b点对应温度下,0.5 mol·L-1的H2SO4溶液与1 mol·L-1的KOH 溶液等体积混合,充分反应后,所得溶液的pH=7【解析】选C。
水的电离是吸热反应,温度升高,水的离子积常数增大,根据图中数据得出水的离子积常数K W数值大小关系为b>c>a=d,温度关系为b>c>a=d,C项正确,A项错误;a点和c点的c(OH-)相等,若纯水仅升高温度,c(OH-)与c(H+)都增大,B项错误;b点的K W=1×10-12,0.5 mol〃L-1的H2SO4溶液与1 mol〃L-1的KOH溶液等体积混合,充分反应后所得溶液显中性,pH=6,D项错误。
6.(能力挑战题)常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )A.pH=1的溶液中:Fe2+、N、S、Na+B.由水电离的c(H+)=1×10-14mol·L-1的溶液中:Ca2+、K+、Cl-、HCC.=1012的溶液中:N、Al3+、N、Cl-D.c(Fe3+)=0.1 mol·L-1的溶液中:K+、ClO-、S、SCN-【解析】选C。
A中Fe2+、N、H+会发生氧化还原反应;B项,符合条件的溶液可能是强酸性溶液也可能是强碱性溶液,HC既与H+反应,又与OH-反应,B错误;=1012的溶液为强酸性溶液,离子可以大量共存,C正确;Fe3++3SCN-Fe(SCN)3,D错误。
【补偿训练】常温的某无色溶液中,由水的电离产生的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则下列各组离子肯定能共存的是( )A.Cu2+N S Fe3+B.Cl-S2-Na+K+C.S N K+Mg2+D.Cl-Na+N S【解析】选D。
排除有颜色的离子(Cu2+、Fe3+),A项错误;水电离的c(H+)=1×10-12mol〃L-1的溶液可能是酸性溶液或碱性溶液,排除在酸性或碱性条件下不能共存的离子组:B项中S2-和H+不能共存,C项中S和H+不能共存,N和Mg2+不能和OH-共存;只有D项符合题意。
二、非选择题(本题包括2小题,共20分)7.(10分)(2016·鞍山高二检测)(1)某温度(t℃)时,水的K W=1×10-12,则该温度(填“>”“<”或“=”)________25℃,其理由是____________________。
(2)该温度下,c(H+)=l×10-7mol·L-1的溶液呈______(填“酸性”“碱性”或“中性”);若该溶液中只存在NaOH溶质,则由H2O电离出来的c(OH-)=________________________mol·L-1。
【解析】(1)升高温度, K W增大,现K W=1×10-12>1×10-14,因此温度大于25℃。
(2)该温度下该溶液中c(OH-)==1×10-5mol〃L-1,因为c(OH-)>c(H+),所以溶液呈碱性;NaOH溶液中由水电离出来的c(OH-)等于溶液中的c(H+),即为1×10-7mol〃L-1。
答案:(1)> 升温促进水电离,K W增大(2)碱性1×10-7【方法规律】判断溶液酸碱性的方法(1)根据c(H+)和c(OH-)的相对大小。
(2)室温下根据溶液的pH。
(3)利用酸碱指示剂:①使石蕊试液变红的溶液呈酸性;使石蕊试液变蓝的溶液呈碱性。
②使酚酞试液变红的溶液呈碱性。
(4)利用pH试纸测量溶液的酸碱性。
【补偿训练】(2016·沈阳高二检测)实验表明,纯硫酸液体的电离能力强于纯硝酸,纯硫酸的导电性强于纯水,又知液态电解质都能像水一样自身电离,而建立电离平衡(即像2H 2O H3O++OH-),且在一定温度下都有各自的离子积常数。
据此回答下列问题:(1)纯硫酸在液态时,自身电离的电离反应方程式是________,它在25℃时的离子积常数K(H2SO4)比水的离子积常数K(H2O)________(填“大”“小”或“相等”)。
(2)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合物中,存在的阴离子主要是________;这是因为混合液中不但存在两种电离平衡(即H2SO4和HNO3各自的电离平衡,且硫酸的酸性强于硝酸),又在无水的条件下,混合酸中发生________(写离子反应方程式)反应而造成的。
【解析】(1)根据H 2O自身电离的电离反应方程式:2H2O H3O++OH-,可写出H 2SO4自身电离的电离反应方程式:2H2SO4H3S+HS,因为纯硫酸的导电能力大于纯水的导电能力,所以纯硫酸比水更易电离,故K (H2SO4)比K (H2O)要大。
(2)因为纯硫酸的导电能力强于纯硝酸,说明H2SO4比HNO3更易电离,H2SO4中电离出的自由移动的离子的浓度更大,主要存在的阴离子应来源于H 2SO4电离出的HS;而且因为H2SO4的酸性强于HNO3,发生的反应就类似于强酸制弱酸,即H++HNO 3H2N。
答案:(1)2H 2SO4H3S+HS大(2)HS H++HNO 3H2N8.(10分)(1)查阅资料,不同温度下水的离子积常数由此推出:随着温度的升高, K w的值________;水的电离程度________;水的电离平衡向________移动,水的电离过程是________过程。
(2)水中存在如下平衡:HO H3O++OH-ΔH>0,现欲使平衡向右移动,且所得溶液呈碱性,选择的方法是________(填字母)。
A.向水中加入NaHSO4B.向水中加入KC.将水加热至100℃D.在水中加入Na(3)现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性,若用pH试纸测定,则试纸显________色,溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”);若用pH计测定,则pH________7(填“>”“=”或“<”),溶液呈________性(填“酸”“碱”或“中”)。
【解析】(1)通过表格分析K w随温度变化而变化,得出结论。
(2)题中要求使水的电离平衡向右移动,即促进水的电离,且所得溶液呈碱性,加入活泼金属消耗溶液中H+,且产生强碱,使溶液呈碱性。
