备战2021 高考化学 考点44 水的电离（原卷版） 9页

考点 44 水的电离 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。 2．水的离子积常数 （1）概念：在一定温度下，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。 （2）表达式：水的离子积用 Kw 表示。 实验测得，25 ℃时，1 L 水中只有 1.0×10−7 mol H2O 电离。所以该温度时的纯水中 c(H+)=c(OH−)=1.0×10−7 mol·L−1，Kw=c(H+)·c(OH−)=1.0×10−14，室温下 Kw 一般也取这个值。 （3）影响因素：Kw 只与温度有关。温度升高，Kw 增大。 注意事项 （1）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。 （2）在室温时，任何物质的水溶液，Kw=10−14。Kw 与溶液的酸碱性无关，只与温度有关。 （3）Kw 的重要应用在于溶液中 c(H+)和 c(OH−)的换算。 （4）外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的 c(H+)和 c(OH−)总是相等的。 二、c(H＋)与 c(OH－)的反比关系图像 （1）A、B 线表示的温度 A0 ，下列叙述正确的是（ ） A．将水加热，  +c H 增大，  c OH 降低，KW 增大 B．向水中加入少量的 3CH COONa （忽略溶液温度改变），平衡向右移动，  +c H 增大 C．向水中加入稀氨水，平衡向左移动，  c OH 降低 D．向水中加入少量固体硫酸氢钠（忽略溶液温度改变），  +c H 增大，KW 不变 1．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 CO2 ④向水中加入明矾晶体 ⑤向水中加 NaHCO3 固体 ⑥向水中加 NaHSO4 固体 A．④ B．①④⑤ C．③④⑤ D．①②④⑤ 水电离平衡移动的判断 （1）促进水的电离 - +OH H ( )  升高温度 消耗 或 金属钠、可以水解的盐 （2）抑制水的电离 4(NaHSO )  降低温度 外加酸、碱 性质上相当于一元强酸 考向二 水电离平衡图像的分析与判断 典例 2 如图表示水中 c(H＋)和 c(OH－)的关系，下列判断错误的是 A．两条曲线间任意点均有 c(H＋)·c(OH－)＝Kw B．M 区域内任意点均有 c(H＋)＜c(OH－) C．图中 T1＜T2 D．XZ 线上任意点均有 pH＝7 2．水的电离平衡曲线如图所示，若 A 点表示 25℃时水的电离达平衡时的离子浓度，B 点表示 100℃时水的 电离达平衡时的离子浓度。则 100℃时 0.001 mol/L 的 NaOH 溶液中，由水电离出的 c(H＋)＝________mol·L －1，Kw(25℃)________Kw(100℃)(填“>”、“<”或“＝”)。25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量 NH4HCO3 固体，对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。 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，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定 得改变温度。 考向三 水电离出的 c(H+)或 c(OH−)的计算 典例 3 在 25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的 H＋浓度为 1×10－13 mol·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 1 D．该溶液的 pH 不可能为 13 3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0 的 H2SO4 溶液、②0.05 mol·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∶109 B．1∶5∶(5×109)∶(5×108) C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109 水电离的 c(H+)、c(OH−)的计算关键 任何水溶液中水电离产生的 c(H+)和 c(OH−)总是相等的 （1）中性溶液：c(OH−)=c(H+)。 （2）酸溶液——OH−全部来自水的电离。 实例：常温下，pH=2 的盐酸中 c(H+)=10−2mol·L−1，则 c(OH−)= W 210 K  mol·L−1=1×10−12 mol·L−1，水电离出 的 c(H+)=c(OH−)=10−12 mol·L−1。 （3）碱溶液——H+全部来自水的电离。 实例：常温下，pH=12 的 NaOH 溶液中 c(OH−)=10−2 mol·L−1，则 c(H+)= W 210 K  mol·L−1=1×10−12 mol·L−1， 水电离出的 c(OH−)=c(H+)=10−12 mol·L−1。 （4）水解呈酸性的盐溶液——H+全部来自水的电离。 实例：常温下，pH=5 的 NH4Cl 溶液中，水电离出的 c(H+)=10−5 mol·L−1，水电离的部分 OH−与 + 4NH 结合 使得溶液中 c(OH−)减小，为 10−9 mol·L−1。 （5）水解呈碱性的盐溶液——OH−全部来自水的电离。 实例：常温下 pH=12 的 Na2CO3 溶液中，水电离出的 c(OH−)=10−2 mol·L−1，水电离的部分 H+与 2 3CO  结合 使得溶液中 c(H+)减小，为 10−12 mol·L−1。 1．在 25℃时水的离子积 Kw＝1.0×10-14，在 35℃时水的离子积 Kw＝2.1×10-14，下列叙述正确的是 A．水中 c(H＋)随着温度的升高而降低 B．水的电离是吸热过程 C．35℃时的水比 25℃时的水电离程度小 D．25℃时，纯水中滴加 NaOH 溶液，Kw 变小 2．在 c(H+)∶c(OH−)=1∶106 的水溶液中能大量共存的离子组是 A．K+、Al3+、 3HCO 、 2 4SO  B．Na+、 + 4NH 、 2 3CO  、Cl− C．Na+、K+、 3NO 、ClO− D．Na+、Fe2+、I−、 2 3SO  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 CO2 ④向水中通 NH3 ⑤向水中加入明矾 晶体 ⑥向水中加入 NaHCO3 固体 ⑦向水中加 NaHSO4 固体 A．①③⑥⑦ B．①③⑥ C．⑤⑦ D．⑤ 4．（2019·上海市行知中学高三期中）常温下，某溶液中由水电离出的 c(H+)与 c(OH-)的乘积为 10-16，该溶液 可能是 A．一定浓度的碳酸钠溶液 B．一定浓度的 NaHSO4 溶液 C．一定浓度的 NH4Cl 溶液 D．0.1mol/L 的 NaCl 溶液 5．已知 40 ℃时水的离子积常数为 Kw。该温度下，将浓度为 a mol·L－1 的一元酸 HA 与 b mol·L－1 的一元碱 BOH 等体积混合，该溶液呈中性时，下列叙述不正确的是 A．a＝b，pH＝7 B．混合溶液的 c(H＋)＝c(OH－) C．混合溶液中 c(B＋)＝c(A－) D．混合溶液中 c(OH－)＝ Kw mol·L－1 6．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是 A．图中 A、B、D 三点处 Kw 间的关系：B>A>D B．100 ℃，将 pH＝2 的稀硫酸逐滴加入等体积 pH＝10 的稀氨水中，溶液中 c(NH＋ 4 ) c(NH3·H2O) 减小，充分 反应后，溶液达到 B 点 C．温度不变，在水中加入适量 NH4Cl 固体，可从 A 点变化到 C 点 D．加热浓缩 A 点所示溶液，可从 A 点变化到 B 点 7．某温度下的水溶液中，c(H+)=10-x mol·L-1，c(OH-)=10-y mol·L-1。x 与 y 的关系如图所示: （1）该温度下水的离子积为________(填具体数值)；该温度________(填“高于”“低于”或“等于”)常温。 （2）该温度下 0.01 mol·L-1 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:AG=lg +(H ) (OH ) c c  。则该温度下，0.01 mol·L-1 盐酸的酸度 AG=________。 8．下表是不同温度下水的离子积常数。 T/K 298 T1 T2 水的离子积常数(KW) 1×10−14 a 1×10−12 试回答以下问题： （1）若 298”、“<”或“=”)1×10−14，判断的理由是 。 （2）298 K 时，某 Na2SO4 溶液中 c( 2 4SO  )=5×10−4 mol·L−1，取该溶液 1 mL 加水稀释至 10 mL，则稀释 后溶液中 c(Na+)∶c(OH−)= 。 （3）在 T2 K 时 pH=10 的 NaOH 溶液中，由水电离产生的 OH−的浓度为 。 （4）T2 K 时，将 pH=11 的 NaOH 溶液 V1 L 与 pH=1 的稀硫酸 V2 L 混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体 积之和)，所得混合溶液的 pH=2，则 V1∶V2= 。 1．[2019北京]实验测得0.5 mol·L−1CH3COONa溶液、0.5 mol·L−1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线 如图所示。下列说法正确的是 A．随温度升高，纯水中c(H+)>c(OH−) B．随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH−)减小 C．随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果 D．随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO−、Cu2+水解平衡移 动方向不同 2．（2017·上海高考真题）下列物质的水溶液呈酸性，并且使水的电离平衡向正方向移动的是： A．Na2CO3 B．NH4Cl C．H2SO4 D．NaHCO3 3．[2015 广东]一定温度下，水溶液中 H+和 OH−的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是 A．升高温度，可能引起由 c 向 b 的变化 B．该温度下，水的离子积常数为 1.0×10−13 C．该温度下，加入 FeCl3 可能引起由 b 向 a 的变化 D．该温度下，稀释溶液可能引起由 c 向 d 的变化