专题38 水的电离及影响因素【基础回顾】 一、水的电离及离子积常数 1、水的电离平衡：水是极弱的电解质，能发生自电离： 简写为 （正反应为吸热反应）其电离平衡常数： 2、水的离子积常数：Kw=c(H+)c(OH-) 25℃时 Kw =1.0×10-14mol2?L-2，水的离子积与温度有关，温度升高Kw增大 如100℃时Kw=1.0×10-12mol2?L-2. 3、无论是纯水还是酸、碱，盐等电解质的稀溶液，水的离子积为该温度下的Kw 二、影响水的电离平衡的因素 1、酸和碱：酸或碱的加入都会电离出 H+或OH-，均使水的电离逆向移动，从而抑制水的电离 2、温度：由于水的电离吸热，若升高温度，将促进水的电离， [H+]与[OH-]同时同等程度的增加，pH变小，但[H+]与[OH-]始终相等，故仍呈中性 3、能水解的盐：不管水解后溶液呈什么性，均促进水的电离，使水的电离程度增大 4、其它因素：如向水中加入活泼金属，由于活泼金属与水电离出来的 H+直接作用，使[H+]减少，因而促进了水的电离平衡正向移动 【特别提醒】 溶液中的c(H+)和水电离出来的c(H+)是不同的：①常温下水电离出的c(H+)=1×10-7mol/L，若某溶液中水电离出的c(H+)＜1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入酸或碱抑制了水的电离；若某溶液中水电离出的c(H+)＞1×10-7mol/L，则可判断出该溶液中加入可以水解的盐或活泼金属促进了水的电离。
②常温下溶液中的c(H+)＞1×10-7mol/L，说明该溶液是酸溶液或水解显酸性的盐溶液；c(H+)＜1×10-7mol/L，说明是碱溶液或水解显碱性的盐溶液 【技能方法】 水电离的影响因素以及产生c(H+)和c(OH-)的计算 1、注意区分溶液组成和性质的关系：酸性溶液不一定是酸溶液，碱性溶液不一定是碱溶液 2、温度相同、pH相同的溶液对水的电离程度影响并不一定相同如PH=3的盐酸和NH4Cl溶液，前者抑制水的电离，后者反而促进水的电离；pH=10的NaOH溶液和CH3COONa 3、常温时，由水电离产生的c（H+）＜10-7mol/L的溶液，因水的电离受到抑制，可能是酸性溶液也可能是碱性溶液 4、水的电离的影响因素只有三种，促进（有能水解的离子）、不影响（强酸强碱盐）、抑制（加入酸或者碱、强酸的酸式盐） 【基础达标】 1．25℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl ②NaOH ③H2SO4 ④(NH4)2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是（ ） A．④＞③＞②＞① B．②＞③＞①＞④ C．④＞①＞②＞③ D．③＞②＞①＞④ 【答案】C 【解析】从四种物质分析可知②NaOH、③H2SO4抑制水的电离，①NaCl不影响水的电离平衡，④(NH4)2SO4促进水的电离，在②③中H2SO4为二元强酸、产生的c(H＋)大于NaOH产生的c(OH-)，抑制程度更大，故顺序为(由大→小)④＞①＞②＞③。
2．下列操作会促进H2O的电离，且使溶液pH＞7的是（ ） A．将纯水加热到90 ℃ B．向水中加少量NaOH溶液 C．向水中加少量Na2CO3溶液 D．向水中加少量FeCl3溶液 【答案】C 【解析】 将纯水加热到90℃，水的电离程度增大，c(H＋)＝c(OH-)>10-7mol?L-1，pH＜7，A错；向水中加少量NaOH溶液，水中c(OH-)增大，pH＞7，但水的电离平衡向逆方向移动，即水的电离受到抑制，B错；向水中加少量Na2CO3溶液，与H＋结合，水中c(H＋)减小，水的电离平衡向正方向移动，c(OH-)增大，c(OH-)>c(H＋)，pH＞7，C对；向水中加少量FeCl3溶液，Fe3＋与OH－结合为弱电解质Fe(OH)3，水中c(OH－)减小，水的电离平衡向正方向移动，c(H＋)增大，c(H＋)>c(OH-)，pH＜7，D错 3．室温下，水的电离达到平衡：下列叙述正确的是（ ） A．将水加热，平衡向正反应方向移动，Kw不变 B．向水中加入少量盐酸，平衡向逆反应方向移动，c（H+）增大 C．向水中加入少量NaOH固体，平衡向逆反应方向移动，c（OH-）降低 D．向水中加入少量CH3COONa固体，平衡向正反应方向移动，c（OH-）=c（H+） 【答案】B 【解析】 试题分析：影响水电离平衡的因素主要有：升温促进电离；加酸、碱抑制电离；加入能水解的盐促进电离；一定温度下水的离子积为定值；A、将水加热，平衡向正反应方向移动，促进水的电离，KW增大，错误；B、向水中加入少量盐酸，平衡向逆反应方向移动，c（H+）增大，正确；C、向水中加入少量NaOH固体，平衡向逆反应方向移动，但溶液中c（OH-）增大，错误；D、向水中加入少量CH3COONa固体，醋酸根离子水解，平衡向正反应方向移动，c（OH-）＞c（H+），错误。
考点：考查了影响水电离平衡的因素 4．25 ℃时，KW＝1×10-14，100 ℃时，KW＝1×10-12，这说明(双选) （ ） A．100 ℃时水的电离程度较大 B．100 ℃时水的酸性增强 C．KW与温度无直接关系 D．水的电离是一个吸热过程 【答案】AD 【解析】由题意可知，温度升高，KW增大，即c(H＋)?c(OH-)增大，说明水的电离平衡H2OH＋＋OH-向右移动，水的电离程度增大，故水的电离是一个吸热过程故正确答案为AD 5．【内蒙古巴市一中2015届高三上学期期中考试】已知常温下的醋酸铵溶液呈中性，下列叙述正确的是（ ） A．醋酸铵溶液中水的电离程度与纯水相同 B．由醋酸铵溶液呈中性可推知NH4HCO3溶液pH＜7 C．1mol/L醋酸铵溶液中c（CH3COO-）＜1mol/L D．在99mL的醋酸铵溶液中加入1mLpH=2的盐酸，所得溶液pH=4 【答案】C 【解析】 试题分析：A、醋酸铵溶液中，醋酸根离子、铵根离子的存在对水的电离都有影响，促进水的电离，只是二者的水解程度相同，所以溶液呈中性，与纯水的电离程度不同，错误；B、醋酸的酸性比碳酸的书写强，所以碳酸氢铵的溶液中碳酸氢根离子的水解程度大于醋酸根离子的水解程度，所以碳酸氢铵的溶液呈碱性，pH＞7，错误；C、1mol/L醋酸铵溶液中，醋酸根离子的水解使醋酸根离子的浓度小于1mol/L，正确；D、醋酸铵溶液中加入少量的盐酸，生成氯化铵和醋酸，若醋酸不电离，则所得溶液的pH=4，而醋酸会微弱电离，所以溶液的pH<4，错误，答案选C。
考点：考查盐的水解，弱电解质的电离，溶液酸碱性的判断 【能力提升】 1．能影响水的电离平衡，最终使水电离的离子在溶液中表现为c(OH-)＜c(H＋)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．向水中加醋酸钠晶体 【答案】C 【解析】 试题分析：A.加入金属钠，和水电离出的氢离子反应生成氢氧化钠和氢气，氢离子浓度降低，使水的电离向右移动，碱性增强，c(H+)＜c(OH-)，A项错误；B.将水加热煮沸，溶液中的c(H+)=c(OH-)，B项错误；C.向水中通入CO2后，CO2与水结合产生碳酸，碳酸电离产生H+，使得c(H+)＞c(OH-)，C项正确；D.向水中加入醋酸钠晶体，CH3COO-与水电离出的H+反应生成CH3COOH ，导致水的电离平衡向右移动，碱性增强，c(H+)＜c(OH-)，D项错误；答案选C 考点：考查电离平衡及溶液的酸碱性 2．下列实验过程中，溶液的pH大于7的是（ ） A．向NaCl溶液中滴加醋酸 B．向KNO3溶液中滴加稀H2SO4 C．向稀HCl溶液中滴加稀HNO3 D．向NaOH溶液中滴加Na2CO3溶液 【答案】D 【解析】 试题分析：A．向NaCl溶液中滴加醋酸，溶液显酸性，pH小于7，A错误；B．向KNO3溶液中滴加稀H2SO4溶液显酸性，pH小于7，B错误；C．向稀HCl溶液中滴加稀HNO3溶液显酸性，pH小于7，C错误；D．向NaOH溶液中滴加Na2CO3溶液，溶液显碱性，pH大于7，D正确，答案选D。
考点：考查溶液酸碱性判断 3．25℃时，水的电离达到平衡：；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，Kw不变 C．向水中加入少量盐酸，平衡逆向移动，c(OH-)增大 D．将水加热，Kw增大，pH不变，呈中性 【答案】B 【解析】 试题分析：A．向水中加入稀氨水，由于氨水在溶液中存在电离平衡：，电离产生的OH-使溶液中c(OH-)，水的电离平衡逆向移动，c(OH-)升高，错误； B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，盐电离产生的H+使溶液中c(H+)增大，温度不变，所以Kw不变，正确；C．向水中加入少量HCl，电离产生的H+，使水的电离平衡逆移动，c(H+)降低，但是平衡移动的趋势是微弱的，溶液中酸电离产生的离子浓度增大的趋势大于平衡移动使离子浓度减小的趋势，所以c(H+)增大，c(OH-)减小，错误；D．将水加热，Kw增大，c(H+)增大，pH减小，溶液仍然呈中性，错误 考点：考查外界条件对平衡移动、离子浓度的变化、Kw的改变的影响的知识 4．下列操作中，能使电离平衡向右移动且溶液呈酸性的是（ ） A．向水中加入NaHSO4溶液 B．向水中加入Al2(SO4)3溶液 C．向水中加入Na2CO3溶液 D．将水加热到100℃，使pH＝6 【答案】B 【解析】 试题分析：A、加入硫酸氢钠，则电离产生的氢离子，使水中氢离子浓度增大，平衡逆向移动，错误；B、向水中加入硫酸铝溶液，则铝离子水解，结合水电离产生的氢氧根离子，使氢氧根离子浓度减小，水的电离平衡正向移动，氢离子浓度，溶液为酸性，正确；C、碳酸钠电离产生的碳酸根离子水解，是水的电离平衡正向移动，但碳酸根离子结合水电离产生的氢离子，导致氢氧根离子浓度增大，溶液呈碱性，错误；D、将水加热到100℃，水的电离平衡正向移动，但氢离子与氢氧根离子浓度仍相等，所以水为中性，错误，答案选B。
考点：考查外界条件对水电离平衡的影响，溶液酸碱性的判断 5．下列选项中的数值前者小于后者的是（ ） A．25℃和l00℃时H2O的KW B．同温同浓度的KHCO3溶液和NH4HCO3，溶液中的c(HCO3-) C．同温同浓度的NaHCO3溶液和CH3COONa溶液的pH D．中和25mL0.1mol／L NaOH溶液所需CH3COOH和HCl的物质的量 【答案】A 【解析】 试题分析：A．水的KW随着温度的升高而增大，25℃H2O的KW比l00℃时的小；B．HCO3-水解显碱性，NH4+水解显酸性，对HCO3—的水解起到促进作用，而K+对HCO3—的水解无影响，因此同温同浓度的KHCO3溶液中的c(HCO3-)比NH4HCO3大；C．醋酸的酸性比碳酸强，根据越弱越水解，同温同浓度的NaHCO3溶液的pH比CH3COONa溶液的大；D．中和25mL0．1mol／LNaOH溶液所需CH3COOH和HCl的物质的量相等 考点：考查了盐类的水解的相关知识 【终极闯关】 1．25℃时在五份蒸馏水中分别加入适量的下列物质，所得实验结果如下表。