高中化学 第三章 第二节 第1课时 水的电离和溶液的酸碱性课时作业 新人教版选修4

第二节　水的电离和溶液的酸碱性 第1课时　水的电离和溶液的酸碱性[目标要求]　1.理解水的离子积常数，理解酸、碱对水的电离平衡的影响。

2.了解pH 的概念，理解溶液的c (H ＋)、pH 与溶液酸碱性的关系。

一、水的电离1．水的电离实验证明，水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离，在一定条件下可以达到电离平衡，其电离方程式为H 2O ＋H 2O H 3O ＋＋OH －，简写成H 2O H ＋＋OH －。

其浓度平衡常数表达式为K ＝。

c H ＋ ·c OH －c H2O 25℃时，纯水中c (H ＋)＝c (OH －)＝1×10－7 mol·L －1。

2．水的离子积(1)定义：水中c (H ＋)·c (OH －)乘积为一常数，记作：K W ＝c (H ＋)·c (OH －)。

(2)影响因素：温度，温度升高，K W 增大。

(3)25℃时，K W ＝c (H ＋)·c (OH －)＝1×10－14。

注意：①K W 不仅适用于纯水，也适用于酸性或碱性的稀溶液；②K W 只受温度的影响，与溶液的酸碱性无关；③酸溶液中可以忽略由水电离出来的c (H ＋)，碱溶液中可以忽略由水电离出来的c (OH －)。

二、溶液的酸碱性与pH1．pH ＝－lg c (H ＋)，反过来c (H ＋)＝10－pH 。

2．溶液中c (H ＋)与c (OH －)的大小关系及溶液的pH ：注意：①溶液的酸性越强，pH 越小；溶液的碱性越强，pH 越大。

②pH 一般适用于表示c (H ＋)或c (OH －)小于等于1 mol·L －1的溶液。

知识点一　水的电离1．在某温度时，测得纯水中的c (H ＋)＝2.0×10－7 mol·L －1，则c (OH －)为( )A ．2.0×10－7 mol·L －1B ．0.1×10－7 mol·L －1C ．1.0×10－14/2.0×10－7 mol·L －1D ．无法确定答案　A解析　根据水的电离方程式H 2O H ＋＋OH －可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的c (H ＋)＝c (OH －)。

而该温度下的纯水中c (H ＋)＝2.0×10－7 mol·L －1>1.0×10－7 mol·L －1，则所处温度高于25℃，但水电离的c (H ＋)＝c (OH －)＝2.0×10－7 mol·L －1，故答案为A 。

2．室温下，把1 mL 0.1 mol·L －1的H 2SO 4加水稀释成2 L 溶液，在此溶液中由水电离产生的H ＋，其浓度接近于( )A ．1×10－4 mol·L －1B ．1×10－8 mol·L －1C ．1×10－11 mol·L －1D ．1×10－10 mol·L －1答案　D解析　温度不变时，水溶液中氢离子的浓度和氢氧根离子的浓度乘积是一个常数。

在酸溶液中氢氧根离子完全由水电离产生，而氢离子则由酸和水共同电离产生。

当酸的浓度不是极小的情况下，由酸电离产生的氢离子总是远大于由水电离产生的(常常忽略水电离的部分)，而水电离产生的氢离子和氢氧根离子始终一样多。

所以，酸溶液中的水电离的氢离子的求算通常采用求算氢氧根离子的方法。

稀释后c (H ＋)＝(1×10－3 L×0.1 mol·L －1)/2 L＝1×10－4 mol·L －1c (OH －)＝1×10－14/1×10－4＝1×10－10 mol·L －13．能影响水的电离平衡，并使溶液中的c (H ＋)>c (OH －)的措施是( )A ．向纯水中投入一小块金属钠B ．将水加热煮沸C ．向水中通入SO 2D ．向水中加入NaCl答案　C解析　A 项，水与Na 反应，使溶液中的c (H ＋)<c (OH －)；B 项，水加热煮沸，促进水的电离，但溶液中的c (H ＋)＝c (OH －)；C 项，向水中通入SO 2，SO 2与水反应生成H 2SO 3，H 2SO 3电离出H ＋而抑制水的电离，使溶液中c (H ＋)>c (OH －)；D 项对水的电离平衡没影响。

知识点二　水的离子积常数4．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K W ＝c (H ＋)c (OH －)，所以K W 随溶液中c (H ＋)和c (OH －)的变化而变化B ．水的离子积常数K W 与水的电离平衡常数K 是同一物理量C ．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化D ．水的离子积常数K W 与水的电离平衡常数K 是两个没有任何关系的物理量答案　C解析　水的离子积常数K W ＝K ·c (H 2O)，一定温度下K 和c (H 2O)都是不变的常数，所以K W 仅仅是温度的函数，水的离子积常数的表达式是K W ＝c (H ＋)·c (OH －)，但是只要温度一定，K W 就是不变的常数，溶液中c (H ＋)变大，c (OH －)则变小，反之亦然。

5．25℃时，水的电离达到平衡：H 2O H ＋＋OH －　ΔH >0，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，K W 不变C ．向水中加入少量CH 3COOH ，平衡逆向移动，c (H ＋)降低D ．将水加热，K W 增大，pH 不变答案　B解析　本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。

解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向，然后再讨论c (H ＋)、c (OH －)或K W 的变化。

向水中加入稀氨水，c (OH －)增大，平衡逆向移动，c (H ＋)减小，A 项不正确；向水中加入少量固体NaHSO 4：NaHSO 4===Na ＋＋H ＋＋SO ，c (H ＋)增大，但K W 不变，B 项正确；向水中加入少量2－4CH 3COOH 后，使水的电离平衡逆向移动，c (OH －)减小，c (H ＋)增大，C 项不正确；将水加热，水的电离平衡正向移动，c (H ＋)、c (OH －)均增大，K W 增大，pH 减小，但仍呈中性，D 项不正确。

知识点三　溶液的酸碱性6．下列说法正确的是( )A ．pH<7的溶液一定是酸溶液B ．同温下，pH ＝5的溶液和pH ＝3的溶液相比，前者c (OH －)是后者的100倍C ．室温下，每1×107个水分子中只有一个水分子发生电离D ．在1 mol·L －1的氨水中，改变外界条件使c (NH )增大，则溶液的pH 一定增大＋4答案　B解析　A ．溶液显酸碱性的本质为c (H ＋)与c (OH －)的相对大小，当c (H ＋)>c (OH －)时溶液才呈酸性。

例如：在100℃时，K W ＝1×10－12，此时pH ＝6时为中性，小于7，由于c (H ＋)＝c (OH －)仍呈中性，所以不能用pH ＝7作为判断溶液酸碱性的标准，当然室温下可以；B.pH ＝5，c (OH －)＝1×10－9 mol·L －1，pH ＝3，c (OH －)＝1×10－11 mol·L －1，前者c (OH －)是后者的100倍，故B 正确；C.室温时，每升水有1×10－7 mol 水分子发生电离，即＝55.61 000 g18 g·mol －1mol 水分子中只有1×10－7 mol 水分子电离，1×107个水分子中只有个水分子电离，155.6故C错；D.氨水中存在NH 3·H 2O NH ＋OH －平衡，当加NH 4Cl 晶体时，c (NH )增大，平衡向＋4＋4左移动，c (OH －)减小，pH 减小，故D 错。

7．对室温下pH 相同、体积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 ．使温度都升高20℃后，两溶液的pH 均不变C ．加水稀释2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解析　解答本题时要注意以下两点：(1)醋酸和盐酸pH 相同时，醋酸浓度比盐酸大；(2)稀释时两溶液pH 均增大，加热pH 均减小。

8．下列溶液一定显酸性的是( )A ．溶液中c (OH －)>c (H ＋)B ．滴加紫色石蕊试液后变红色的溶液C ．溶液中c (H ＋)＝10－6 mol·L －1D ．pH>7的溶液答案　B解析　判断溶液酸碱性的关键看c (H ＋)和c (OH －)的相对大小，若c (H ＋)>c (OH －)，溶液呈酸性；而pH<7或c (H ＋)<10－7 mol·L －1，仅适用于常温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性；而B 项中可使紫色石蕊试液变红，则该溶液为酸性。

练基础落实1．下列粒子能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是( )A ．CH 3COOHB ．[H]－C ．NH D.·O ·· ···＋4答案　C解析　A 项，CH 3COOH 电离出H ＋，使水的电离平衡左移；B 项，OH －能使水的电离平衡左移；C 项，NH 会水解，使水的电离平衡右移；D 项，Cl －不影响水的电离平衡。

＋42．关于水的离子积常数，下列说法不正确的是( )A ．100℃水中，c (H ＋)·c (OH －)＝1×10－14B ．纯水中，25℃时，c (H ＋)·c (OH －)＝1×10－14C ．25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中c (H ＋)·c (OH －)＝1×10－14D ．K W 值随温度升高而增大答案　A解析　K W 只与温度有关，升高温度，K W 增大，25℃时，纯水和任何物质的水溶液中K W ＝c (H ＋)·c (OH －)＝1×10－14。

3．常温下，某溶液中由水电离的c (H ＋)＝1×10－13 mol·L －1，该溶液可能是( )①二氧化硫水溶液　②氯化铵水溶液　③硝酸钠水溶液　④氢氧化钠水溶液A ．①④B ．①②C ．②③D ．③④答案　A解析　由水电离的c (H ＋)＝1×10－13 mol·L －1<1×10－7 mol·L －1，即该溶液中的溶质抑制了水的电离，因此要么加碱抑制，要么加酸抑制，故①④正确。