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化学第8章水溶液中的离子平衡第26讲水的电离和溶液的酸碱性01练真题·明考向02课后达标检测考点一水的电离与水的离子积常数[知识梳理]一、水的电离水是极弱的电解质，其电离方程式为________________________或__________________。2H2OH3O＋＋OH－H2OH＋＋OH－液氨可以发生与水相似的电离：2NH3(l)NH＋4＋NH－2。二、水的离子积常数1．表达式：Kw＝c(H＋)·c(OH－)。室温下，Kw＝____________。1×10－14增大2．影响因素：只与温度有关，水的电离是吸热过程，升高温度，Kw______。3．适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，Kw就不变。三、外界条件对水的电离平衡的影响体系变化条件平衡移动方向Kw水的电离程度c(OH－)c(H＋)加酸逆不变减小____________加碱逆不变减小____________加可水解的盐Na2CO3正不变增大____________NH4Cl正不变增大____________温度升温正增大增大____________降温逆减小减小____________其他，如加入Na正不变增大____________减小增大增大减小增大减小减小增大增大增大减小减小增大减小[自主检测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。(1)温度一定时，水的电离常数与水的离子积常数相等。()(2)水的电离平衡移动符合勒夏特列原理。()(3)100℃的纯水中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，此时水呈酸性。()(4)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变。()(5)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同。()×√×××(6)室温下，0.1mol·L－1的HCl溶液与0.1mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相同。()(7)任何水溶液中均存在H＋和OH－，且水电离出的c(H＋)和c(OH－)相等。()(8)室温下，pH相同的NaOH溶液与CH3COONa溶液，水的电离程度后者大。()(9)室温下，pH＝5的NH4Cl溶液与pH＝9的CH3COONa溶液，水的电离程度相同。()√√√√2．求算下列5种类型溶液中的c水(H＋)和c水(OH－)(25℃)。(1)pH＝2的H2SO4溶液，c水(H＋)＝__________，c水(OH－)＝____________。(2)pH＝10的NaOH溶液，c水(H＋)＝__________，c水(OH－)＝____________。(3)pH＝2的NH4Cl溶液，c水(H＋)＝__________。(4)pH＝10的Na2CO3溶液，c水(OH－)＝________________________________________。(5)NaCl溶液中，c水(H＋)＝__________________，c水(OH－)＝________________。答案：(1)10－12mol·L－110－12mol·L－1(2)10－10mol·L－110－10mol·L－1(3)10－2mol·L－1(4)10－4mol·L－1(5)10－7mol·L－110－7mol·L－1(1)不管哪种溶液，均有c水(H＋)＝c水(OH－)。(2)酸、碱、盐(不水解的盐除外)虽然影响水的电离平衡，使水电离出的H＋或OH－的浓度发生变化，但在温度一定时Kw仍然不变，因为Kw只与温度有关。(3)水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)中H＋和OH－不一定是由水电离出来的。c(H＋)和c(OH－)分别指溶液中的H＋和OH－的总浓度。这一关系适用于任何稀的电解质水溶液。(4)室温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－13mol/L的溶液可能呈强酸性或强碱性，故HCO－3、HSO－3、HS－等弱酸的酸式酸根离子均不能在该溶液中大量存在。演练一影响水的电离平衡的因素及结果判断1．(2020·西安模拟)一定温度下，水存在H2OH＋＋OH－ΔH0的平衡。下列叙述一定正确的是()A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw减小B．将水加热，Kw增大，pH不变C．向水中加入少量金属钠，平衡逆向移动，c(H＋)降低D．向水中加入少量硫酸钠固体，c(H＋)和Kw均不变解析：选D。A项，向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，温度不变，Kw不变，错误；B项，升高温度，促进水的电离，Kw增大，c(H＋)增大，pH减小，错误；C项，向水中加入少量金属钠，反应消耗H＋，使水的电离平衡正向移动，c(H＋)降低，错误；D项，向水中加入硫酸钠固体，不影响水的电离平衡，c(H＋)和Kw均不变，正确。2．水的电离平衡如图两条曲线所示，曲线上的点都符合c(H＋)×c(OH－)＝常数，下列说法错误的是()A．图中温度T1T2B．图中五点Kw间的关系：BCA＝D＝EC．曲线a、b均代表纯水的电离情况D．若在B点时，将pH＝2的硫酸与pH＝12的KOH溶液等体积混合，溶液显碱性解析：选C。由图像可知，A点在T2时的曲线上，而B点在T1时的曲线上，因为A、B点水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以是纯水的电离，B点的电离程度大于A点，所以温度T1T2，故A正确；由图像可知，A、E、D都是T2时曲线上的点，Kw只与温度有关，温度相同时Kw相同，温度升高，促进水的电离，Kw增大，则图中五点Kw间的关系为BCA＝D＝E，故B正确；由E点和D点c(H＋)≠c(OH－)可知，曲线b不代表纯水的电离情况，同理，曲线a也不代表纯水的电离情况，故C错误；B点时，Kw＝1×10－12，pH＝2的硫酸中c(H＋)＝0.01mol·L－1，pH＝12的KOH溶液中c(OH－)＝1mol·L－1，等体积混合后，溶液显碱性，故D正确。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，温度不同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变溶液的酸碱性；实现曲线上的点与曲线外的点之间的转化一定要改变温度。演练二水电离出的c(H＋)或c(OH－)的定量计算3．(2020·双鸭山模拟)在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol·L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是()A．该溶液可能呈酸性B．该溶液一定呈碱性C．该溶液的pH一定是1D．该溶液的pH不可能为13解析：选A。在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13mol·L－11×10－7mol·L－1，说明溶液中的溶质抑制水的电离，溶液可能呈酸性或碱性，A正确，B错误；如果该溶液呈酸性，则溶液的pH＝1，如果该溶液呈碱性，则溶液的pH＝13，C、D错误。4．(2020·石家庄一中模拟)25℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是()A．1∶10∶1010∶109B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)C．1∶20∶1010∶109D．1∶10∶104∶109解析：选A。①pH＝0的H2SO4溶液中c(H＋)＝1mol·L－1，c(OH－)＝10－14mol·L－1，H2SO4抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－14mol·L－1；②0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝10－13mol·L－1，Ba(OH)2抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－13mol·L－1；③pH＝10的Na2S溶液，Na2S水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－4mol·L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液，NH4NO3水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝10－5mol·L－1。4种溶液中发生电离的H2O的物质的量之比等于H2O电离产生的H＋的物质的量之比，其比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。5．常温下，向20.00mL0.1mol·L－1HA溶液中滴入0.1mol·L－1NaOH溶液，溶液中由水电离出的氢离子浓度的负对数[－lgc水(H＋)]与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法中不正确的是()A．常温下，Ka(HA)约为10－5B．M、P两点溶液对应的pH＝7C．b＝20.00D．M点后溶液中均存在c(Na＋)c(A－)解析：选B。0.1mol·L－1HA溶液中，－lgc水(H＋)＝11，c水(H＋)＝c水(OH－)＝10－11mol·L－1，根据常温下水的离子积求出溶液中c(H＋)＝Kwc水(OH－)＝10－3mol·L－1，HAH＋＋A－，c(H＋)＝c(A－)＝10－3mol·L－1，Ka(HA)＝c(H＋)·c(A－)c(HA)≈10－60.1＝10－5，A项正确；N点水电离出的H＋浓度最大，说明HA与NaOH恰好完全反应生成NaA，则P点溶质为NaOH和NaA，溶液显碱性，即P点pH不等于7，B项错误；0～b段水的电离程度逐渐增大，当V(NaOH溶液)=bmL时水的电离程度达到最大，即溶质为NaA，说明HA和NaOH恰好完全反应，则b＝20.00，C项正确；M点溶液的pH＝7，根据溶液呈电中性可知，c(Na＋)＝c(A－)，则M点后，c(Na＋)c(A－)，D项正确。水电离出的c(H＋)或c(OH－)的计算技巧(25℃时)(1)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7mol·L－1。(2)酸或碱抑制水的电离，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)10－7mol·L－1。若给出的c(H＋)10－7mol·L－1，即为水电离出的c(H＋)；若给出的c(H＋)10－7mol·L－1，就用10－14除以这个浓度即得到水电离出的c(H＋)。(3)可水解的盐促进水的电离，使水电离出的c(H＋)或c(OH－)均大于10－7mol·L－1。若给出的c(H＋)10－7mol·L－1，即为水电离出的c(H＋)；若给出的c(H＋)10－7mol·L－1，就用10－14除以这个浓度即得到水电离出的c(H＋)。考点二溶液的酸碱性和pH[知识梳理]一、溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。1．酸性溶液：c(H＋)______c(OH－)，常温下，pH______7。2．中性溶液：c(H＋)______c(OH－)，常温下，pH______7。＝＝3．碱性溶液：c(H＋)______c(OH－)，常温下，pH______7。二、溶液pH的测量方法1．pH试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在洁净干燥的____________或____________上，用洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。玻璃片表面皿(1)用广范pH试纸读出的pH只能是整数。(2)pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液会被稀释，可能产生误差(当测中性溶液时不会产生误差)。2．pH计测量法。3．溶液的酸碱性与pH的关系室温下：三、溶液pH的计算1．计算公式：pH＝____________。－lgc(H＋)2．单一溶液pH的计算(1)强酸溶液，如HnA，设其浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(nc)。(2)强碱溶液(25℃)，如B(OH)n，设其浓度为cmol·L－1，c(H＋)＝10－14ncmol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lg(nc)。3．混合溶液pH的计算(忽略溶液混合时的体积变化)(1)两种强酸混合：直接求出c混(H＋)，再据此求pH。c混(H＋)＝c1(H＋)V1＋c2(H＋)V2V1＋V2。(2)两种强碱混合：先求出c混(OH－)，再据Kw求出c混(H＋