2021年高考化学专题练习：水的电离和水的离子积常数（2）
1、下列说法正确的是( )
A.水的电离方程式为H
2
O H++OH-
B.升高温度,水的电离程度增大
C.NaOH溶液中不存在H+
D.HCl溶液中不存在OH-
2、常温下，某溶液中由水电离出来的c(H＋)＝1.0×10－13mol·L－1，该溶液可能是( )
①二氧化硫②氯化铵水溶液③硝酸钠水溶液④氢氧化钠水溶液
A．②③ B．①② C．①④ D．③④
3、下列操作会使H
2
O的电离平衡向正方向移动,且溶液呈酸性的是( ) A.将纯水加热到95 ℃时, 7
pH<
B.向水中加少量NaHSO
4
C.向水中加少量Na
2CO
3
D.向水中加少量FeCl
3
4、常温下,在pH=9的NaOH溶液和CH
3
COONa溶液中,设由水电离出的OH-浓度分别为M mol·L-1和N mol·L-1,则M和N的关系为( )
A.M>N
B.M=10-4N
C.N=10-4M
D.M=N
5、已知NaHSO
4在水中的电离方程式为NaHSO
4
=Na＋＋H＋＋2
4
SO-。某温度下，向c(H
＋)＝1×10－6mol·L－1的蒸馏水中加入NaHSO
4
晶体，保持温度不变，测得溶液的c(H＋)＝1×10－2mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是( )
A．该温度高于25℃
B．由水电离出来的H＋的浓度为1×10－10mol·L－1
C．加入NaHSO
4
晶体抑制了水的电离
D.取该溶液加水稀释100倍，溶液中的c(OH－)减小
6、已知常温下0.1mol/L的CH
3
COOH溶液中c(H+)＝1.32×10-3mol/L，则常温下
该CH
3COOH溶液中的水的离子积常数K
W
的数值为( )
A．1×10-14 B．1×10-13 C．1.32×10-14 D．1.32×10-15
7、25℃时,水的电离可达到平衡:H
2
O H++OH-ΔH>0。下列叙述正确的是
( )
A.向水中加入稀醋酸,平衡逆向移动,c(OH-)升高
B.将水加热,K w增大,pH不变
C.向水中加入少量NH
4
Cl固体,平衡逆向移动,c(H+)增大
D.向水中加入少量固体硫酸氢钠,c(H+)增大,K w不变
8、实验表明,相同温度下,液态纯硫酸的导电性强于纯水。下列关于相同温度下纯硫酸的离子积常数K和水的离子积常数K w关系的描述正确的是( )
A.K>K w
B.K=K w
C.K D.无法比较 9、能促进水的电离,并使溶液中c(H+)>c(OH-)的操作是( ) ①将水加热煮沸②向水中投入一小块金属钠③向水中通CO 2 ④向水中加入明矾晶体⑤向水中加NaHCO 3固体⑥向水中加NaHSO 4 固体 A.①②④⑤ B.①④⑤ C.③④⑤ D.④ 10、下列说法正确的是（） A．25℃时NH 4Cl溶液的K W 大于100℃时NaCl溶液的K W B．100℃时，将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性C．根据溶液的pH与酸碱性的关系，推出pH=6.8的溶液一定显酸性 D．常温下，pH均为5的醋酸和硫酸铝两种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为1:104 11、水的电离平衡曲线如下图所示,下列说法中,正确的是( ) A.图中A 、B 、D 三点处w K 的大小关系:B A D >> B.25℃时,向pH 1=的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水,溶液中+432(NH )(NH H O)c c ?的值逐渐减小 C.在25℃时,保持温度不变,在水中加入适量4NH Cl 固体,体系可从A 点变化到 C 点 D. A 点所对应的溶液中,可同时大量存在+Na 、3+Fe 、-Cl 、2- 4SO 12、已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100 ℃,水的离子积K w =1.0×10-12)。下列说法中正确的是( ) A.0.005mol ·L -1的H 2SO 4溶液与0.01mol ·L -1的NaOH 溶液等体积混合,混合溶液的pH 为6,溶液显酸性 B.0.001mol ·L -1的NaOH 溶液,pH=11 C.0.05mol ·L -1的H 2SO 4溶液,pH=1 D.完全中和pH=3的H 2SO 4溶液50mL,需要pH=11的NaOH 溶液50mL 13、在不同温度下，水溶液中c(H ＋)与c(OH －)有如图所示关系。下列条件关于离子共存说法中正确的是( ) A ．a 点对应的溶液中大量存在：23CO -、Na ＋、Cl －、24SO - B．b点对应的溶液中大量存在：Fe2+、Ba2＋、K+、 3 NO C．c点对应的溶液中大量存在：Na＋、Ba2＋、Cl－、Al3+ D．d点对应的溶液中大量存在：Na＋、K＋、ClO-、Cl- 14、某温度下的水溶液中,c(H+)=10-x mol/L,c(OH-)=10-y mol/L。x与y的关系如图所示: （1）该温度下水的离子积为_____;该温度_____常温(填“高于”、“低于”或“等于”)。 （2）.该温度下0.01mol/L NaOH溶液的pH为_____。 （3）.除了用pH外,科学家还建议用酸度(AG)来表示溶液的酸碱 性: + - (H) AG=lg (OH) c c 。 则该温度下,0.01mol/L盐酸的酸度AG=_____。 15、在某温度时，测得0.01mol?L-1的NaOH溶液的pH为11。 (1)该温度下，水的离子积常数K w =________。 (2)在此温度下，将pH=a的NaOH溶液V a L与pH =b的硫酸V b L混合。 ①若所得混合液为中性，且a=12，b=2，则V a :V b =________。 ②若所得混合液为中性，且a+b=12，则V a :V b =________。 16、某温度(T℃)下的溶液中,c(H+)=10-x mol·L-1,c(OH-)=10-y mol·L-1,x与y的关系如图所示,请回答下列问题: （1）此温度下,水的离子积K w 为__________,则该温度T__________25(填“>”、“<或“=”)。 （2）在此温度下,向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH=a 的盐酸,测得混合溶液的部分pH 如表所示。 假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则a=__________,实验②中由水电离产生的c(OH -)=__________mol ·L -1。 （3）在此温度下,将0.1mol ·L -1的NaHSO 4溶液与0.1mol ·L -1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合: 0.1mol·L-1NaHSO 4 溶液体积/mL 5 1 1 5 2 ①按丁方式混合后,所得溶液显__________(填“酸”、“碱”或“中”)性。 ②写出按乙方式混合后,反应的离子方程式:__________。 ③按甲方式混合后,所得溶液的pH为__________。 参考答案 1答案及解析： 答案：B 解析：水是弱电解质,只有少部分电离,应用“”表示,故A项错误;水的电离是吸热过程,所以升高温度,水的电离程度增大,B项正确;在NaOH溶液 中,[OH-]>[H+],在HCI溶液中,[OH-]<[H+],在酸、醎溶液中都存在H+和OH-,所以C、D项错误。 2答案及解析： 答案：C 解析： 3答案及解析： 答案：D 解析：A.水的电离是吸热反应,升高温度促进水电离,但溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度,所以水仍然呈中性,故A不符合; B.向水中加入硫酸氢钠,硫酸氢钠电离出氢离子而使溶液呈酸性,但氢离子能抑 制水电离,故B不符合; C.向水中加入碳酸钠能促进水电离,但碳酸钠水解后溶液呈碱性,故C不符合; D.向溶液中加入氯化铁能促进水电离,且氯化铁水解使溶液呈酸性,故D符合; 故选D. 4答案及解析： 答案：B 解析：pH=9的氢氧化钠溶液中的H+均是由水电离产生的,[H+] 水=[OH-] 水 =10-9mol·L-1, 即M=10-9;pH=9的CH3COONa溶液中[OH-]=10-5mol·L-1,OH-完全由水电离产生,即N=10-5mol·L-1,所以M=10-4N。 5答案及解析： 答案：D 解析： 6答案及解析： 答案：A 解析： 7答案及解析： 答案：D 解析：A.向水中加入稀醋酸,抑制水的电离平衡逆向移动,c(OH-)减小; B.将水加热促进水的电离,K w 增大,pH变小; C.向水中加入少量NH 4 Cl固体,平衡正向移动,c(H+)增大; D.K w 只受温度影响,硫酸氢钠完全电离导致c(H+)增大,D正确。 8答案及解析： 答案：A 解析：因为相同温度下,液态纯硫酸的导电性强于纯水,这说明纯硫酸的电离程度大于水,所以其离子积常数也应大于水,A 项正确。 9答案及解析： 答案：D 解析： 10答案及解析： 答案：D 解析： 11答案及解析： 答案：B 解析：A 、w K 的影响因素为温度，水的电离吸热，升高温度w K 增大，A 、B 、D 在同一等温线上，故图中A 、B 、D 三点处w K 的大小关系：B A D >=，错误； B 、25℃时，向pH=1的稀硫酸中逐滴加入pH=8的稀氨水，+432(NH )(NH H O)c c ?的值逐渐 减小，正确； C 、在25℃时，保持温度不变，在水中加入适量4NH Cl 固体，体系不能从A 点变化到C 点，体系从A 点变化到C 点，可采用加热的方法，错误； D 、A 点所对应的溶液呈中性，3+Fe 因水解生成氢氧化铁沉淀不能大量存在，错误。 12答案及解析： 答案：C 解析： 13答案及解析： 答案：D 解析： 14答案及解析： 答案：（1）1×10-12;高于;（2）10; （3）8 解析： 15答案及解析： 答案：(1)10-13 (2)①1:10 ②10:1 解析： 16答案及解析： 答案：（1）.1×10-12;> （2）.4;10-7;（3）.①中;②Ba 2++OH -+H ++2- 4 SO BaSO 4↓+H 2O;③11 解析：（1）.K w =c(H +)?c(OH -)=10-x ?10-y =10-(x+y),根据图示可知当x=12 时,c(OH -)=1mol/L,当y=12时,c(H +)=1mol/L,故K w =1×10-12;根据温度越高水的电离程度越大,K w 也随之越大,可知此时的T>25,故答案为:1×10-12;>; （2）.此条件下,pH=6时,溶液呈中性.根据表中实验①的数据可得 c(OH -)=10-4mol/L,根据表中实验③的数据有22.00×10-3L ×10-4mol/L=22.00×10-3L ×10-a mol/L,可得a=4,即pH=4;实验②中,所得溶液pH=7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H 2O 电离产生的c(OH -)等于由水电离产生的c(H +),即由水电离产生的c(OH -)=10-7mol/L,故答案为:4;10-7; 水的电离和溶液的pH值教学设计Teaching design of water ionization and pH v alue of solution 水的电离和溶液的pH值教学设计 前言：小泰温馨提醒，化学是自然科学的一种，主要在分子、原子层面，研究物质的组成、性质、结构与变化规律，创造新物质。是一门以实验为基础在原子层次上研究物质的组成、结构、性质、及变化规律的自然科学。本教案根据化学课程标准的要求和针对教学对象是 高中生群体的特点，将教学诸要素有序安排，确定合适的教学方案的设想和计划、并以启 迪发展学生智力为根本目的。便于学习和使用，本文下载后内容可随意修改调整及打印。 教学目标了解水的电离和水的离子积； 了解溶液的酸碱性和pH值的关系 掌握有关pH值的简单计算。培养学生的归纳思维能力 及知识的综合应用能力。 通过酸、碱对水的电离平衡的影响的讨论，培养学生运 用所学的电离理论，独立分析问题、解决问题的能力。 通过pH的教学，培养学生的计算能力，并对学生进行 科学方法教育。对学生进行对立统一及事物间相互联系与相互制 约的辩证唯物主义观点的教育。教学建议 教材分析 本节的第一部分重点介绍水的电离和水的离子积常数，是对 上一节电离平衡的具体应用，同时又为接下来学习溶液酸碱性作 必要的准备。一开始，教材根据水有微弱导电性的实验结论，说 明水是极弱的电解质，突出了化学研究以实验事实为依据的原则。然后，应用电离平衡理论，用电离平衡常数推导出水的离子积常 数，使水的离子积常数的概念有了充分的理论依据，也反映了两个常数之间的内在联系，便于学生理解温度、浓度等外界条件对水的离子积常数的影响。 本节的第二部分为溶液的酸碱性和pH。教材首先指出常温下即便是在稀溶液中，水的离子积仍然是一个常数，由此进一步说明c（H+）和c（OH－）的相对大小是决定溶液的酸碱性的根本原因。在具体分析了溶液的酸碱性和c（H+）、c（OH－）的关系之后，结合实际说明了引入pH的必要性，这也为后面讨论pH的范围埋下了伏笔。在给出了pH的表达式之后，教材随即介绍了pH 的简单计算，并在分析计算结果的基础上讨论了溶液的酸碱性和pH的关系，最后强调了pH的应用范围。 从教材编排的看，整节内容环环相扣、层层递进，成为一个前后紧密联系的整体。 教材还安排了“资料”和“阅读”，这不仅可以丰富学生的知识，更有利于培养学生理论联系实际的良好学习习惯。 还应注意的是，根据新的国家标准，教材将“pH值”改称为“pH”。教学中要以教材为准，不可读错。 教法建议 迁移电离平衡理论学习水的电离。可以提出这样的问题“实验证明水也有极弱的导电性，试分析水导电的原因”，以问题引 水的电离、水的离子积常数K w和溶液pH的计算 1.水的电离方程式为：____________________， 水电离时要破坏______________，因此水的电离是_______（填“吸热”或“放热”）过程。 2.根据水的电离方程式，该反应的平衡常数的表达式K=______________。我们把水的电离平衡常数称为水的离子积常数，记为K w。 （1）K w的大小只与________有关，温度越高，水的离子积常数K w越大。 （2）常温下（25℃），水的离子积常数为K w= c(H+)·c(OH—)=10-14。 3.影响水的电离的因素： （1）温度：温度升高，促进（填“促进”或“抑制”）水的电离，K w增大（填“变大”或“变小”）；（2）外加的酸或碱：抑制（填“促进”或“抑制”）水的电离。 4.溶液pH的计算：pH=-lg c(H+)=-lg (K w/c(OH—)) 规律：溶液的酸性越强，溶液的pH越_______；溶液的碱性越强，溶液的pH越_______。 5.大量实验证明：常温下，任何水溶液中，c(H+)·c(OH—)为定值，其大小等于水的离子积常数K w。即常温下，在酸溶液、碱溶液、中性溶液中，同时存在H+和OH—，且c(H+)·c(OH—)=10-14。 6.pH的测定方法： （1）pH试纸法：用干燥的玻璃棒蘸取待测液点在pH试纸中央，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。 注意： ①pH试纸不能事先润湿，也不能伸入待测液中。 ②用pH试纸测出溶液的pH是1～14的整数，只能粗略测定溶液的pH值。 （2）pH计法：常用pH计精确测量溶液的pH，读数时应保留两位小数。 7.酸碱指示剂的颜色变化： （1）无色酚酞试液遇酸不变色，遇碱变红； （2）紫色石蕊试液遇酸变红，遇碱变蓝； 例1.（影响水电离平衡的因素分析） 1.1.常温下，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－，下列叙述正确的是（B） 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.向水中加入少量固体醋酸钠，平衡逆向移动，c(H＋)降低 D.将水加热，K w增大，pH不变 B[向水中加入稀氨水，增大了c(OH－)，平衡逆向移动；加入固体NaHSO4，NaHSO4溶于水后电离生成H＋，c(H＋)增大，K w不变；加入醋酸钠，CH3COO－结合水电离出的H＋，使平衡正向移动，c(H＋)降低；将水加热，K w增大，pH减小。] 1.2.常温下，若溶液中由水电离产生的c(OH－)＝1×10－14mol/L，满足此条件的溶液中一定可以大量共存的离子组是（B） A.Al3＋，Na＋，NO－3，Cl－ B.K＋，Na＋，Cl－，NO－3 C.K＋，Na＋，Cl－，Mg2＋ D.K＋，NH＋4，SO2－4，NO－3 例2.（水电离出的OH-或H+ 浓度的计算） （1）常温下，某酸溶液的pH=2，则该溶液由水电离出的c(H+)=_________________； （2）常温下，某碱溶液的pH=12，则该溶液由水电离出的c(H+)=_________________； （3）常温下，某水溶液由水电离出的c(H+)=10－10mol/L，则该水溶液的pH=_________________；解：（1）10-12mol/L （2）10-12mol/L （3）4或10 第三节水的电离和溶液的PH值（第1课时） 班级姓名 一、填空题 1、水是一种（强、弱）电解质，因而任何水溶液中都既有H+又有OH-离子，氯水中的微粒有。 2、25℃时，纯水电离出的[H+]=[OH-]= mol/L，在一定温度下，水电离出的[H+]与[OH-]的乘积是一个常数，我们把它叫做水的常数，用表示。 3、PH值与[H+]关系是。 4、25℃时，往纯水中加入几滴硫酸：⑴水的电离度将，原因是 ；⑵H+浓度将；⑶水的离子积将，原因是。 5、把纯水加热，水的电离度将，H+浓度将；PH值将，原因 是。 二、选择题 6、下列说法正确的是[ C ] A、含有H+的溶液一定是酸性溶液 B、PH大于7的溶液一定是酸性溶液 C、[H+]=[OH-]的溶液一定是中性溶液 D、25℃时，无水乙醇的PH值等于7 7、下列说法正确的是[ D ] A、纯水的PH值一定等于7 B、[H+]大于10-7mol/L的溶液一定是酸性溶液 C、PH=2的溶液中[H+]是PH=1的溶液的两倍 D、[H+]=2×10-7mol/L的溶液可能是中性溶液 8、常温下，0.1mol/L某一元弱碱的电离度为1％，此时该碱溶液的PH [ C ] A、3 B、10 C、11 D、13 9、常温下，某一元弱酸的溶液中，弱酸的电离度为α，溶液的PH值=1-lgα，则该溶液 的初始浓度为[ A ] A、0．1mol/L B、0．01mol/L C、1mol/L D、无法确定 10、有甲乙两种溶液，甲溶液的PH值是乙溶液的两倍，则甲溶液中的[H+]与乙溶液中的[H+] 的关系是[ D ] A、2∶1 B、100∶1 C、1∶100 D、无法确定 11、25℃时，在0．01mol/L的硫酸溶液中，水电离出的[H+]是[ A ] A、5×10-13mol/L B、0．02mol/L C、1×10-7mol/L D、1×10-12mol/L 第二节水的离子积和溶液pH值 [基础知识精析] 复习目标： 1．水的电离平衡和离子积的概念； 2．影响水的电离平衡的因素； 3．溶液的酸碱性和pH的关系； 4．酸碱指示剂及变色范围和变色原理。 5．掌握水的离子积常数及溶液pH值表示的意义； 6．掌握C(H+)、pH值与溶液酸碱性的关系； 7．了解指示剂的变色范围，学会pH值的使用方法； 8．掌握溶液pH值的有关计算。 一、水的离子积是指水达到电离平衡时的离子浓度的乘积。通常把K w叫做水的离子积常数，简称水的离子积，K w只与温度有关。 已知在25℃时，水中的H＋浓度与OH－浓度均为1×10－7 mol·L-1， 所以在25℃时，K w= c(H＋)·c(OH－)=1×10－7×1×10－7=1×10－14。 二、影响水的电离的因素 页：1 1．加入酸或碱，抑制水的电离，K w不变； 2．加入某些盐，促进水的电离，K w不变； 3．电离过程是一个吸热过程，升高温度，促进水的电离，水的离子积增大。 三、溶液的酸碱性和pH值 页：1 1．常温时，由于水的电离平衡的存在，不仅纯水，而且在酸性或碱性的稀溶液中，均存在H＋、OH－，且c（H＋）·c（OH－）=1×10－14。 中性溶液中，c（H＋）=c（OH－）=1×10－7 mol·L-1； 酸性溶液中，c（H＋）＞c（OH－），c（H＋）＞1×10－7 mol·L-1； 碱性溶液中，c（H＋）＜c（OH－），c（H＋）＜1×10－7 mol·L-1。 强调：①含水的稀溶液中，H＋与OH－共存，H＋与OH－的相对多少决定溶液的酸碱性，但二者浓度的积必为常数； ②碱性溶液中的c(H＋)= K w/c（OH－）；同理，酸性溶液中的c(OH－)= K w/ c（H＋）。 说明：当我们表示很稀的溶液时，如，c（H＋）=1×10－7 mol·L-1，用c（H＋）或c（OH－）表示溶液的酸碱性很不方便。 2．溶液的pH pH=-lg｛c（H＋）｝ 强调：①c（H＋）=m×10－n mol·L-1，PH=n－lgm。 pH只适用于C(H+)≤1 mol/L或C(OH－)≤1 mol/L的稀溶液，即pH取值范围为0 ~ 14，当C(H+)> 1 mol/L或C(OH－)> 1 mol/L 反而不如直接用C(H+)或C(OH－)表示酸碱度方便。 常温下溶液酸碱性与pH的关系 页：1 03. 水的电离及离子积常数 一、知识梳理 O H＋＋OH－ 1、水的电离方程式：H 2、水电离特点：（1）可逆（2）吸热（3）极弱 3、水的离子积：K W =[H+]·[OH－] 25℃时, [H+]=[OH－] =10－7mol·L－1；K W =[H+]·[OH－] = 1×10－14mol２?L－２ 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，也适用于任何稀溶液（酸、碱、盐） 4、影响水电离平衡的外界因素： ①酸、碱：抑制水的电离 ②温度：促进水的电离（因为水的电离是吸热的） ③易水解的盐：促进水的电离 二、典例分析 一定温度时，测得纯水中[OH－]=2.5×10－7 mol·L－1，则[H+]为（） A．2.5×10－7mol·L－1 B．0.1×10－7 mol·L－1 C．1×10?14 /2.5×10－7mol·L－1 D．无法确定[H+] 考点：离子积常数． 分析：纯水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，据此分析解答． 解答：纯水呈中性，所以纯水中氢原子浓度等于氢氧根离子浓度，为2.5×10－7mol·L－1，故选：A． 点评：本题考查了离子浓度的计算，明确纯水电离的特点是解本题关键，难度不大． 三、实战演练 1、在25℃时，1mol·L－1的盐酸溶液中，水的K W（单位：mol２?L－２）为（） A.1×10－14 B.0 C.大于1×10－14 D.小于1×10－14 2、下列说法中，正确的是（） A.向纯水中加入少量盐酸，K W将增大 B.25℃时，水的离子积常数K W为1×10－14mol２?L－２ C.100℃时，纯水的［H＋］＝10－7mol·L－1 D.100℃时，pH＝７的溶液呈中性 水 溶 液 中 的 离 子 平 衡 （笔记） 一、水的电离： 1． 水是一种极弱的电解质，水的电离是永恒存在的。只要是水溶液，不要忽略H + 和 OH –的同时存在，注意不是大量共存。 （1）水分子能够发生电离，存在有电离平衡： H 2O+H 2O H 3O + ＋ OH – 简写为 H 2O H + ＋ OH – （2）水分子发生电离后产生的离子分别是H 3O + 和OH – （3）发生电离的水分子所占比例很小 根据水的电离平衡，写出相应的平衡常数表达式 应有K 电离＝ 室温时，1L 纯水中（即55.56mol/L ）测得只有1×10-7molH 2O 发生电离，电离前后H 2O 的物质的量几乎不变，故c (H 2O)可视为常数，上式可表示为：c (H +)·c (OH –)＝K 电离·c (H 2O) K 电离与常数c (H 2O)的积叫做水的离子积常数，用K W 表示 2．水的离子积： 一定温度下，无论是稀酸、稀碱或盐溶液中室温时K W ＝c (H +)·c (OH –) =1×10-14 水的电离是个吸热过程，故温度升高，水的K W 增大。同样K W 只与温度有关。 归纳： ①电离常数是表示弱电解质电离趋势的物理量。K 值越大，电离趋势越大。 ②一种弱电解质的电离常数只与温度有关，而与该弱电解质的浓度无关。 ③电离常数随温度升高而增大。室温范围温度对电离常数影响较小，可忽略 ④水的离子积不仅适用于纯水，也适用于酸、碱、盐稀溶液 ⑤任何溶液中由水电离的c (H +)与c (OH –)总是相等的 3．影响水的电离平衡的因素：酸、碱、水解盐等。 二、溶液的酸碱性和pH 1． 常温pH=7（中性） pH ＜7 （酸性） pH ＞7（碱性） 2．pH 测定方法：pH 试纸、酸碱指示剂、pH 计 3．溶液pH 的计算方法 （1）酸溶液： n (H +)→c(H +)→pH c (H +)·c (OH -) c (H 2O) 浅析水的电离平衡常数和水的离子积 徐度建汪莉 （江西师范大学化学化工学院江西南昌 330022） 摘要：水的电离方程式可简写成：H2O=H++OH-.根据质量作用定律，水的平衡常数可表示为K C=C（H+）×C（OH-）/C(H2O)，但现今多数教材直接采用水的离子积Kw=C(H+)×C(OH-)，而忽略了水的电离平衡常数和水的离子积之间的关系，本文简要的解释了Kc和Kw的联系. 关键词：水的电离平衡常数水的离子积 平时教学中，譬如在化学反应A-+H 2 O=HA+OH-，学生往往会根据已学的平衡常 数的知识，将此平衡写成K= C (HA)× C (OH-)/ C (H 2 O)× C (A-)[3].有些老师可能会认为 这是错的，不应当加上水且水应当为1，故可忽略不计.但当仔细追究，水的溶度是为1mol/L吗？本文选举了最为典型的水的电离平衡方程为例，其他的读者可据具体情况自行分析. 水的电离方程式为：H 2 O=H++OH-,根据质量作用定律可示为 K C = C （H+）× C （OH-）/ C (H 2 O)[1]（1）. 当反应物及生成物均以活度表示时，其化学平衡常数又可改写成 kθ=α（H+）×α（OH-）/α(H 2 O). α（H2O）=γ(H2O) ×c(H2O), γ(H2O)为水的活度系数，又根据德拜-休克尔公式来计算，即 -lgγ=0.512Z2[I0.5/(1+βaI0.5)], Z为离子的电荷数；β是常数，250C时为0.00328；a为离子体积参数；I为溶液的离子强度[2].水为中性分子，故电荷数为0，可推知水的γ=1. 在室温下，1L水中只有1.0×10-7mol水发生电离，即约55.5mol只有10-7mol 发生电离，电离前后水的物质的量几乎不变，则c(H 2 O)可视为一个平衡常数，即55.5mol/L[4]. 未电离的水分子的数量比它的离子数量是非常大的，实际上可认为是不变的. 因此在等式(1)中c(H 2 O)为常数， C(H+)× C( OH-)=K C ×(H 2 O)=K c ×55.6=Kw[1] 电离平衡常数可改写为：Kw =K× C (H 2 O)= C (H+)× C (OH-)，其中KW是随温度变化而 变化的物理量， C (H 2 O)是一个常数，用Kw表示，称之为谁的离子积常数，简称为 水的离子积.常温下水的离子积为10-14. 水的离子积为水的电离平衡常数的另一种表示方法，水的离子积不仅反映了水的酸强度，也反映了碱的强度，相对前者更为简单实用.现今教材对此转换不加解释，事必造成了读者的误解. 参考文献： [1]别特拉申著；周定等译.定性分析（第一册）[M]高等教育出版社，1959:39-41. [2]武汉大学主编.分析化学（第五版）[M]高等教育出版社，2006:110-111. [3]凯尔纳等主编；李克安金钦汉等译.分析化学[M]北京大学出版社，2001:77-78. 水的电离和溶液的pH值 教学目标 知识目标 了解水的电离和水的离子积； 了解溶液的酸碱性和pH值的关系 掌握有关pH值的简单计算。 能力目标 培养学生的归纳思维能力及知识的综合应用能力。 通过酸、碱对水的电离平衡的影响的讨论，培养学生运用所学的电离理论，独立分析问题、解决问题的能力。 通过pH的教学，培养学生的计算能力，并对学生进行科学方法教育。 情感目标 对学生进行对立统一及事物间相互联系与相互制约的辩证唯物主义观点的教育。 教学建议 教材分析 本节的第一部分重点介绍水的电离和水的离子积常数，是对上一节电离平衡的具体应用，同时又为接下来学习溶液酸碱性作必要的准备。一开始，教材根据水有微弱导电性的实验结论，说明水是极弱的电解质，突出 了化学研究以实验事实为依据的原则。然后，应用电离 平衡理论，用电离平衡常数推导出水的离子积常数，使 水的离子积常数的概念有了充分的理论依据，也反映了 两个常数之间的内在联系，便于学生理解温度、浓度等 外界条件对水的离子积常数的影响。 本节的第二部分为溶液的酸碱性和pH。教材首先指 出常温下即便是在稀溶液中，水的离子积仍然是一个常数，由此进一步说明c(H+)和c(OH－)的相对大小是决定溶液的酸碱性的根本原因。在具体分析了溶液的酸碱性 和c(H+)、c(OH－)的关系之后，结合实际说明了引入pH 的必要性，这也为后面讨论pH的范围埋下了伏笔。在给出了pH的表达式之后，教材随即介绍了pH的简单计算，并在分析计算结果的基础上讨论了溶液的酸碱性和pH的关系，最后强调了pH的应用范围。 从教材编排的看，整节内容环环相扣、层层递进， 成为一个前后紧密联系的整体。 教材还安排了“资料”和“阅读”，这不仅可以丰 富学生的知识，更有利于培养学生理论联系实际的良好 学习习惯。 还应注意的是，根据新的国家标准，教材将“pH值”改称为“pH”。教学中要以教材为准，不可读错。 教法建议 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 -)=1×10-7 mol/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)。 注意： 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。与c(H+)、c(OH-)无关. 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 平衡常数、电离常数、水解常数、离子积常数、溶度积常数相关计算班级：姓名： ⒈将足量BaCO3（K sp=8.1×10-9）分别加入①30mL水②10mL0.2mol/LNa2CO3溶液③50mL0.01mol/L氯化钡溶液④100mL0.01mol/L盐酸中溶解至溶液饱和。请确定各溶液中Ba2+的浓度由大到小的顺序为（） A．①②③④Ｂ．③④①② Ｃ．④③①②Ｄ．②①④③ ⒉已知在25℃时，H2S的电离常数K a1=5.7×10-8、K a1=1.2×10-15，FeS、CuS的溶度积常数（Ksp）分别为6.3×10-18、1.3×10-36。常温时下列说法正确的是（）（多选） A．除去工业废水中的Cu2+可以选用FeS作沉淀剂 B．将足量CuSO4溶解在0.1mol/L氢硫酸中，溶液中Cu2+的最大浓度为 1.3×10-35mol/L C．因为H2SO4是强酸，所以反应CuSO4+H2S=CuS↓+H2SO4不能发生 D．FeS+2H+Fe2++H2S的平衡常数K=9.21×104 E．向H2S的饱和溶液中通入少量SO2气体，溶液的酸性增强 ⒊25℃时，pH=9的CH3COONa溶液和pH=9的C溶液中由水电离产生的OH—的物质的量浓度之比为。 ⒋已知常温下K a(HClO2)=1.1×10-2，则反应HClO2+OH-ClO2-+H2O在常温下的平衡常数K= 。 ⒌常温下，K a1(H2CO3)=4.0×10-7，K a2(H2CO3)=5.0×10-11，则0.50mol/L的Na2CO3溶液的pH= 。 ⒍H3AsO3又叫路易斯酸，是一种弱酸，发生酸式电离是通过和水中的氢氧根离子结合实现的，则第一步电离方程式为；若常温时H3AsO3的第一步电离常数K a1=1.0×10-9，则常温下，0.1mol/L的溶液的pH为。 ⒎已知常温下：K sp[Cu(OH)2]=2.2×10-20。常温下，在一定量的氯化铜溶液中逐滴加入氨水至过量，可观察到先产生蓝色沉淀，后蓝色沉淀溶解转化成蓝色溶液。 ①当pH=8时，c(Cu2+)= mol?L-1，表明已完全沉淀（一般地，残留在溶液中的离子浓度小于1×10-5mol?L-1时即可认为沉淀完全）。 ②常温下，发生反应：Cu2+(aq)+4NH3(aq)[Cu(NH3)4]2+(aq) K1=2.0×1013。该反应在不同起始浓度下分别达到平衡，各物质的平衡浓度如下表： Cu2+浓度/ NH3(aq)浓度[Cu(NH3)4]2+浓 第二节水的电离和溶液的pH值 1、水是极弱的电解质，原因能发生自电离 H 2O+H 2 O H 3 O++OH－简写成H 2 O H++OH －，与其它弱电解质一样，其电离程度大小受温度及酸、碱、盐等影响。 2、水的离子积——纯水及电解质稀溶液中（c≤1mol·L－1）有c(OH－)·c(H+)=K w， K w 只受温度影响，常温时（25℃）K w =1×10－14，温度升高，水的电离程度增大。 K w 亦增大，100℃，K w =1×10－12。 计算题记牢公式c(OH－)·c(H+)=K w计算时看是否是常温，不是常温要看该温度下的K w 值 1．（1）恒温下，向pH=6的蒸馏水中加入2.3g金属钠，充分反应后，再加蒸馏水稀释到1L，所得溶液的pH= 。 （2）向pH=6的CH 3 COOH和c(H+)=10－6mol·L－1的稀盐酸中分别投入大小、质量 相同的金属钠，反应刚开始时，产生H 2 的速率前者与后者相比是 (填选项序号)。 A．一样快 B．前者快 C．后者快 D．无法比较 2．常温下，在0.1 mol·L－1 CH 3 COOH溶液中，水的离子积是（） A．1×10－14 B．1×10－13. C．1.32×10－14D．1.32×10－15. 3．25℃时，pH=2的HCl溶液中，由水电离出的H＋浓度是（）. A．1×10－7mol·L－1B．1×10－12mol·L－1. C．1×10－2mol·L－1D．1×10－14mol·L－1. 4．在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的[H+]=10-13mol/L。有关该溶液的叙述正确的是（） A ．该溶液一定呈酸性 B ．该溶液一定呈碱性 C ．该溶液的pH值可能为1 D．该溶液的pH值可能为13 5．90℃时水的离子积K W＝3.8×10－13，该温度时纯水的pH （）A．等于7 B．介于6～7之间. C．大于7 D．无法确定3、溶液的pH （1）表示方法：pH= （适用范围：稀溶液） （2）测定方法：、、 酸碱指示剂：一般选用、 名称变色范围/颜色变色范围/颜色变色范围/颜色 石蕊 酚酞 甲基橙 1．下列溶液一定是碱性的是（） A．溶液中c(OH－)＞c(H＋). B．滴加甲基橙后溶液显红色. 2020届高考化学二轮复习专项测试专题十 考点一 水的电离和水的离子积常数（2） 1、纯净的水呈中性，这是因为( ) A ．纯水中c(H + )= c(OH - ) B ．纯水pH=7 C ．纯水的离子积K W =1.0×10-14 D ．纯水中无H + 也无OH - 2、如果25℃时K w =1×10 －14 ，100℃时K w =1×10－12 ，这说明（ ） A. 100℃时水的电离常数较大 B. 前者c （H + ）较后者大 C. 水的电离过程是一个放热过程 D. Kw 和温度无直接关系 3、能促进水的电离，并使溶液中c(H + )>c(OH - )的操作是( ) （1） 将水加热煮沸 （2） 向水中投入一小块金属钠 （3） 向水中通HCl （4） 向水中加入明矾晶体 （5）向水中加入NaHCO 3固体 （6）向水中加KHSO 4固体 A. （4）B. （1）（4）（6）C. （1）（3）（6）D. （4）（6） 4、下列有关水的电离的叙述中正确的是( ) A. () 2H O l ()() H aq OH aq +-+ 0H ?< B.纯液态水中,一定存在 W K H OH +- ????=???? C.纯液态水中,一定存在 1422 110H OH mol L +---????=?????? D.25℃, 71 1?10H mol L + --??=????的液体一定是纯水 5、已知水的电离方程式:H 2O H ++OH - ,下列叙述中正确的是( ) A.升高温度,K W 增大,pH 不变 B.向水中加入少量硫酸,c (H + )增大,K W 不变 C.向水中加入氨水,平衡向逆反应方向移动,c (OH - )降低 D.向水中加入少量固体CH 3COONa,平衡向逆反应方向移动,c (H + )降低 6、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 7、某温度下,有pH 相同的H 2SO 4溶液和Al 2(SO 4)3溶液,在H 2SO 4溶液中由水电离出的H + 浓度为10-a mol ·L -1 ,在Al 2(SO 4)3溶液中由水电离的H + 浓度为10-b mol ·L -1 ,则此温度下的K w 为( ) A.1×10-14 B.1×10-2a C.1×10 -(7+a) D.1×10 -(a+b) 水的电离和溶液的pH值 1、从水的电离平衡去了解水的电离和水的离子积 2、了解溶液的酸碱性和pH的关系 3、掌握纯水及溶液中离子浓度及溶液PH、离子积常数的有关计算及换算。 教学重点：水的离子积、c(H+)、溶液酸碱性和溶液pH的关系 教学难点：水的离子积、有关溶液PH的简单计算 教学方法：采用类比、推理法，讲解、练习、归纳、巩固 教学过程： ［引入］水是不是电解质？只有通过实验才能测定，但是由于纯水不容易得到，对于纯水的导电性无法在现有的条件下进行，好在有精确的实验结果告诉我们，水是一种极弱的电解质，他能微弱的电离（几乎不导电）。 ［板书］一、水的电离 水是极弱的电解质，发生微弱的电离。 H2O + H2O H3O+ + OH-简写： H2O H+ + OH- 实验测定：25℃ c(H+) = c(OH－) = 1×10－7mol/L 100℃ c(H+) = c(OH－) = 1×10－6mol/L ［讲述］可见水的电离程度是很小的。在一定温度时，c(H+)与c(OH－)的乘积是一个常数，通常我们把它写作Kw，叫水的离子积常数。 ［板书］二、水的离子积常数（Kw） 实验测定：25℃ Kw ＝ c(H+)·c(OH－)=1（定值）（省去单位） 100℃Kw ＝ c(H+)·c(OH－)=1 ［板书］影响因素：温度越高，Kw越大，水的电离度越大。 ［讲述］对于中性水，尽管Kw,电离度增大，但仍是中性水，c(H+)= c(OH－). 既然酸溶液中有OH-，碱溶液中有H+，那么为什么溶液还有酸、碱之分呢？酸或碱溶液中的OH-和H+浓度之间有什么关系呢？下面我们学习第三个问题。 ［板书］三、溶液的酸碱性 ［讲述］由水的离子积可知，在水溶液中，H+和OH-离子共同存在，无论溶液呈酸性或碱性。由此我们可以进行有关c(H+)、c(OH－)的简单计算。 ［板书］（一）溶液的酸碱性 例： H2O == H+ + OH- NaOH == Na+ + OH- c(OH－)升高， c(H+)下降，水的电离度降低。 H2O == H+ + OH-HCl == H+ + Cl- c(H+)升高，c(OH－)下降，水的电离度降低。 实验证明：在稀溶液中：Kw = c(H+)·c(OH－) 25℃Kw=1［板书］常温下：中性溶液：c(H+)= c(OH－)=1 水的电离 （1）电离平衡和电离程度 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 25℃时，纯水中c(H +)=c(OH -)=1×10-7mol/L （2）水的离子积 在一定温度时，c(H +)与c(OH -)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)。 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。 （3）影响水的电离平衡的因素 ①温度：温度越高电离程度越大 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酸、碱 向纯水中加酸、碱平衡向左移动，水的电离程度变小，但K W 不变。 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。 溶液的酸碱性 溶液的酸碱性取决于溶液中的c(H +)与c(OH -)的相对大小。 在常温下，中性溶液：c(H +)=c(OH -)=1×10-7mol/L ； 酸性溶液：c(H +)>c(OH -), c(H +)>1×10-7mol/L ； 碱性溶液：c(H +) 水的电离与溶液pH 值的计算 一、水的电离 水是极弱的电解质，发生微弱的（自偶）电离。 H 2O + H 2O →H 3O + + OH - 简写： H 2O → H + + OH - 实验测定：25℃ c （H +）=c （OH -）=17 10-?mol/L 100℃ c （H +）= c （OH -）= 1610-?mol/L 二、水的离子积（K w ） 实验测定：25℃ K w = c （H +）·c （OH -）=11410 -?（定值）（省去单位） 100℃ K w = c （H +）·c （OH -）=112 10 -? 影响因素： 1）温度：温度越高，K w 越大，水的电离度越大。 对于中性水，尽管K w 温度升高，电离度增大，但仍是中性水，[H +]=[OH -]. 2）溶液酸碱性：中性溶液，c （H +）=c （OH -）=17 10-?mol/L 酸性溶液：c （H +）> c （OH -），c （H +）>1?10-7mol/L c （OH -）<1?10-7mol/L 碱性溶液：c （H +）< c （OH -），c （H +）<1?10-7mol/L c （OH -）>1?10-7mol/L c （H +）越大，酸性越强；c （OH -）越大，碱性越强。 三、溶液pH 值的计算 1.pH 的计算公式： （1）c （H +）=C 酸α酸（弱酸） c （H +）= nC 酸 c （OH -）=C 碱α 碱（弱碱） c （OH -）= nC 碱 (2) K w = c （H +）c （OH -），c （H +）= ）（OH K c w c （OH -）=） （+H Kw c (3) pH=-lgc （H +） pOH=-lgc （OH -） (4) pH + pOH = 14（25℃） 2.酸或碱溶液及稀释后的p H 值的计算(25℃) 1） 酸强碱溶液(单一溶液)p H 值的计算 例1．求0.1mol/L 的H 2SO 4的pH 值。 例2. 0.1mol/L 醋酸溶液中的c （OH -）？（25℃，已知该醋酸的电离度为1.32%） 水的电离习题及答案集团文件发布号：（9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY- 水的电离（习题） 1.关于水的离子积的说法不正确的是（） A．25℃时，纯水的离子积是一个常数 B．温度升高，水的离子积增大 C．水的离子积的单位是mol2·L?2 D．在酸或碱溶液中，水的离子积减小 2.纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前者和后者的关 系是（） A．前者大 B．相等 C．前者小 D．不能确定 3.25℃时，0.1 mol·L?1的Ba(OH)2溶液中，水电离出的 OH?浓度是（） A．0.2 mol·L?1 B．5×10?14 mol·L?1 C．1×10?7 mol·L?1 D．1×10?13 mol·L?1 4.下列离子中，不会破坏水的电离平衡的是（） A．CH 3COO? B．NH 4 + C．OH? D．Na+ 5.能影响水的电离平衡，最终使溶液中c（H+）>c （OH?）的是（） A．将水加热到80℃ B．向水中加入NaOH固体 C．向水中通入SO 2 D．向水中加Na 2SO 4 ·10H 2 O晶体 6.下列关于溶液酸碱性的说法中，正确的是（） A．[H+]很小的溶液一定显碱性 B．pH=7的溶液一定显中性 C．[H+]=[OH?]的溶液不一定显中性 D．酸性溶液的pH不一定小于7 7.某温度下，水的离子积是1×10?13 mol2·L?2，若该温 度下某溶液中的c（H+）=1×10?7 mol·L?1，则该溶液（） A．显碱性 B．显酸性 C．显中性 D．[H+]=100[OH?] 8.某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10?7 mol·L?1，则 此时c（OH?）=__________ mol·L?1；若温度不变，滴入稀盐酸使c（H+）=5.0×10?6 mol·L?1，则此时溶液中的c（OH?）=__________ mol·L?1。 9.25℃时，某溶液中由水电离出的c（H+）=1×10?12 mol·L?1，则该溶液的pH可能是___________。 10.25℃时，把pH=9的NaOH溶液和pH=12的KOH溶液以 体积比4:1混合，该混合溶液的pH为（已知： lg5=0.7）___________。 11.常温下，pH=5的盐酸与pH=9的NaOH溶液以体积比 水的离子积 水的离子积之一 水或水溶液中，H+浓度跟OH-浓度的乘积是一个常数，叫水的离子积，用符号K w表示。水的离子积受温度影响，温度升高K w增大，常温时水的离子积为1×10-14，数学表达式为： K w=[H+]·[OH-]=1×10-14 水的离子积之二 水是一种极弱的电解质，产生微弱的电离： 2H2O H3O++OH- 可简写成 H2O H++OH- 其电离平衡式 式中K——水的电离平衡常数。因电离极少，水的浓度[H2O]可视为常数。上式中[H+][OH-]亦可视为常数，令它为K w，则： K[H2O]=[H+][OH-]=K w K w称为水的离子积。 因一般蒸馏水中溶有空气中的CO2等物质，其电导率值约为10-2～10-3 S·m-1。F．W．G．柯尔劳施在25℃时测定极纯的水的电导率，得 k=0.055×10-4 S·m-1 又1 mol纯水的体积为1.802×10-5 m3，则水的摩尔电导率为 Λ=k/c=k·V =0.055×10-4×1.802×10-5 =9.9×10-11 S·m2·moL-1 由表查得水完全电离时的摩尔电导率为 Λ°=λ°H++λ°OH-=5.48×10-2S·m2·moL-1 于是25℃时水的电离度为 又1L水的质量可近似为1000g，水的摩尔质量为18.02g，1L水中水的物质的量浓度为1000/18.02=55.5mol·L-1 则 [H+]=[OH-]=Cα=55.5×1.8×10-9 =1.0×10-7mol·L-1 故 K w=[H+][OH-]=1.0×10-14mol2·L-2 水的离子积只受温度的影响，温度升高，K w值增大（见下表）。 水的离子积通常采用K w=1.0×10-14mol2·L-2，因而在纯水中 [H+]=[OH-]=1.0×10-7mol·L-1。 对稀的碱或酸溶液，水的离子积仍然适用，即在碱溶液或酸溶液中[H+]和[OH-]之间的关系也是[H+][OH-]=1.0×10-14。因碱或酸在水中离解时，同时产生与其相应的共轭酸或共轭碱，即碱与共轭酸或酸与共轭碱同时存在。 酸与碱既然是共轭的，它们的离解常数K a与K b之间必然有一定的联系。NH3——NH4+之间存在如下关系： 水的离子积的应用 一、K W 与温度的关系 【例1】水的电离过程可表示为H 2O H + + OH -，在不同温度下其电离平衡常数分别 为Kw (25℃)＝1.0×10 －14 、Kw (35℃)＝2.1×10－14 。则下列叙述正确的是 （ ） A ．c (H ＋ )随着温度升高而降低 B ．在35℃时，c (H ＋ )>c (OH － ) C ．水的电离度： α（25℃）>α（35℃） D ．水的电离过程是吸热的 【解析】由题给信息可以看出，温度升高，Kw 增大。25℃时，c (H ＋ )＝c (OH － )＝1.0×10－7 1L mol -?， 35℃时，c (H ＋ )＝c (OH － )＝1.45×10 －7 1L mol -?。温度升高，c (H ＋) 和c (OH －)都增大，但仍然相等，同时 水的电离程度也增大。所以，温度升高，电离平衡向正反应方向移动，水的电离过程吸热。 【答案】D 二、Kw 的大小比较 【例2】实验表明，液态时，纯硫酸的导电性强于纯水。已知液态电解质都能像水那样自身电离而建立电离平衡(如H 2O+H 2O H 3O ++OH - )，且在一定温度下都有各自的离子积常数。则在25℃时，纯硫酸的 离子积常数K 和水的离子积常数Kw 的关系为 （ ） A ．K > Kw B ．K ＝Kw C ．K < Kw D ．无法比较 【解析】将纯硫酸的电离类比水的电离是解答此题的关键。纯硫酸的电离平衡可写成 H 2SO 4 + H 2SO 4 H 3SO 4+ + HSO 4 - ，则其离子积K ＝ c(H 3SO 4+)×c(HSO 4 - ) 。根据题意，纯硫酸的 导电性强于纯水，故纯硫酸中离子的浓度大于纯水中离子的浓度，所以K > Kw 。 【答案】A 三、有关Kw 的知识拓展 【例3】乙醇、液氨、水都可以发生自偶电离，如O H O H 22+ -++OH O H 3， 33NH NH + - ++24NH NH ，则下列叙述不正确的是（ ） A ．乙醇的电离方程式：OH CH CH 23+OH CH CH 23 25252OH H C O H C +- + B ．若液氨的离子积常数为28 10 1.0-?，则液氨浓度为114 L mol 10 1.0--?? C ．若可用与pH 相当的定义来规定pOH 、4pNH 、2pNH 等，则乙醇中与pH 相当的为 )OH H (C c lg 252+- D ．若乙醇的离子积30 5225210 1.0)O H c(C )OH H (C -- +?=?=c K ，则此时的15O H pC 52= 高中化学学习材料 《水的电离和溶液的酸碱性》同步练习 一、选择题 (本题包括10小题，每小题2分，每小题只有一个答案符合题意) 1．下列液体pH＞7的是（） A．人体血液B．蔗糖溶液 C．橙汁 D．胃液 2．常温下，在0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中，水的离子积是（） A．1×10－14 B．1×10－13. C．1.32×10－14 D．1.32×10－15. 3．90℃时水的离子积K W＝3.8×10－13，该温度时纯水的pH （） A．等于7 B．介于6～7之间. C．大于7 D．无法确定 4．能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H＋)＞c(OH－)的操作是（） A．向水中投入一小块金属钠 . B．将水加热煮沸. C．向水中通入二氧化碳气体. D．向水中加食盐晶体 5．下列酸溶液的pH相同时，其物质的量浓度最小的是（） A．H2SO3B．H2SO4. C．CH3COOH D．HNO3. 6．常温下c(OH－)最小的是（） A．pH=0的溶液. B．0.05 mol·L－1 H2SO4. C．0.5 mol·L－1 HCl. D．0.05 mol·L－1的Ba(OH)2 7．用蒸馏水稀释1 mol·L－1醋酸时，始终保持增大趋势的是（） A．溶液中的c(CH3COO－) B．溶液中的c(H＋). C．溶液中的c(CH3COOH). D．溶液中的c(OH－) 8、25℃时，pH=2的HCl溶液中，由水电离出的H＋浓度是（）. A．1×10－7mol·L－1B．1×10－12mol·L－1. C．1×10－2mol·L－1D．1×10－14mol·L－1. 9、pH和体积都相同的醋酸和硫酸，分别与足量的Na2CO3溶液反应，在相同条件下 放出二氧化碳气体的体积是（） A．一样多B．醋酸比硫酸多. C．硫酸比醋酸多D．无法比较水的电离和溶液的pH值教学设计
水的电离、水的离子积常数Kw和溶液pH的计算
水的电离和溶液的PH值
第二节 水的离子积和溶液pH值
03水的电离及离子积常数
水的电离和溶液的酸碱性笔记
浅析水的离子积和水的电离平衡常数,徐度建
水的电离和溶液的pH值教案
水的电离和溶液的酸碱性知识点
平衡常数、电离常数、水解常数、离子积常数、溶度积常数相关计算
第二节 水的电离和溶液的pH值
高考化学二轮复习专项测试十考点一水的电离和水的离子积常数(2)
水的电离和溶液的pH值
水的电离知识点
水的电离和溶液pH值计算
水的电离习题及答案
水的离子积
水的离子积常数,PH,POH的理解和应用
人教版高中化学选修四《水的电离和溶液的酸碱性》同步练习.docx
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