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1、第八章 水溶液中的离子平衡 第27讲 水的电离和溶液的pH 考纲要求1.了解水的电离、离子积常数。2.了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。考点一水的电离1水的电离水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2OH2OH3OOH或H2OHOH。2水的离子积常数Kwc(H)c(OH)。(1)室温下：Kw11014。(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，Kw增大。(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。(4)Kw揭示了在任何水溶液中均存在H和OH，只要温度不变，Kw不变。3影响水电离平衡的因素(1)升高温度，水的电离程度增大，Kw增大。(2)加入酸或碱，水的电离程度
2、减小，Kw不变。(3)加入可水解的盐(如FeCl3、Na2CO3)，水的电离程度增大，Kw不变。4填写外界条件对水电离平衡的具体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)HCl逆不变减小减小增大NaOH逆不变减小增大减小可水解的盐Na2CO3正不变增大增大减小NH4Cl正不变增大减小增大温度升温正增大增大增大增大降温逆减小减小减小减小其他：如加入Na正不变增大增大减小深度思考1正误判断，正确的打“”，错误的打“”(1)在pH2的盐酸溶液中由水电离出c(H)和c(OH)总是相等的()(2)在蒸馏水中滴加浓H2SO4，Kw不变()(3)NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中
3、性，两溶液中水的电离程度相同()(4)室温下，0.1 molL1的HCl溶液与0.1 molL1的NaOH溶液中水的电离程度相同()(5)25 和60 的水的pH，前者大于后者，但都显中性()(6)室温下，pH值相同的NaOH溶液与CH3COONa溶液，水的电离程度后者大()(7)常温下，pH5的NH4Cl溶液与pH9的CH3COONa 溶液中，水的电离程度相同()答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2甲同学认为，在水中加入H2SO4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H2SO4后c(H)增大，平衡左移。乙同学认为，加入H2SO4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H2SO4后，c(H
4、)浓度增大，H与OH中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。水的电离平衡移动后，溶液中c(H)c(OH)是增大还是减小？答案甲正确，温度不变，Kw是常数，加入H2SO4，c(H)增大，c(H)c(OH)Kw，平衡左移。c(H)c(OH)不变，因为Kw仅与温度有关，温度不变，则Kw不变，与外加酸、碱、盐无关。1水的离子积常数Kwc(H)c(OH)，其实质是水溶液中的H和OH浓度的乘积，不一定是水电离出的H和OH浓度的乘积，所以与其说Kw是水的离子积常数，不如说是水溶液中的H和OH的离子积常数。即Kw不仅适用于水，还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有。2水的离子积常数显示了在任何水
5、溶液中均存在水的电离平衡，都有H和OH共存，只是相对含量不同而已。题组一影响水电离平衡的因素及结果判断1一定温度下，水存在H2OHOHH0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减小C向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低D向水中加入少量固体硫酸钠，c(H)107 molL1，Kw不变答案B解析A项，Kw应不变；C项，平衡应正向移动；D项，由于没有指明温度，c(H)不一定等于107 molL1。2一定温度下，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
6、，水的离子积常数为1.01013C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的变化答案C解析A项，升高温度，促进水的电离平衡，则c(H)和c(OH)都同等程度地增大，若由c向b变化，则c(H)增大，c(OH)将变小，错误；B项，根据b点对应的c(H)和c(OH)都为1.0107 molL1，所以该温度下，水的离子积常数Kw1.01071.01071.01014，错误；C项，加入FeCl3发生水解反应：Fe33H2OFe(OH)33H，破坏水的电离平衡，c(H)增大、Kw不变，c(OH)变小，则可能引起由b向a变化，正确；D项，c点对应的溶液呈碱性，稀释溶
7、液，c(OH)变小，Kw不变，c(H)增大，故可引起由c向b的变化，而不是向d变化，错误。3已知水在25 和95 时，其电离平衡曲线如图所示。(1)25 时水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”)，请说明理由_，25 时，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(2)95 时，若100体积pHa的某强酸溶液与1体积pHb的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是_。(3)曲线A所对应的温度下，pH2的HCl溶液和pH11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用1、2表示，则1_2(填“大于”、“小于”
8、、“等于”或“无法确定”，下同)，若将二者等体积混合，则混合溶液的pH_7，判断的理由是_。(4)在曲线B所对应的温度下，将0.02 molL1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，所得混合液的pH_。答案(1)A水电离需要吸热，温度越高Kw越大101(2)ab14(3)小于无法确定若BOH是弱碱，无法确定酸碱的物质的量的相对多少(4)10解析(1)25 时，pH9的NaOH溶液中c(OH)1105 molL1，pH4的硫酸中c(H)1104 molL1，当二者恰好反应完时有1105V(碱)1104V(酸)，V(碱)V(酸)101。(2)95 时，Kw11012，p
9、Ha的强酸溶液中，c(H)110a molL1，pHb的强碱溶液中，c(OH)10b12 molL1,10010a110b12,2ab12，ab14。(3)由于盐酸中c(H)BOH溶液中c(OH)，结合水的电离方程式知二者对水电离程度的抑制能力前者较强，故1小于2。若BOH是强碱，等体积混合时酸过量，此时pH7，若BOH是弱碱，则无法确定碱与酸的物质的量的相对多少，故无法确定反应后溶液的pH。(4)等体积混合时，溶液中Ba2反应完毕，但此时OH消耗掉一半，故混合溶液中c(OH)0.01 molL1，c(H)11010 molL1，故pH10。题组二水电离出的c(H)或c(OH)的定量计算4求算
10、下列常温下溶液中由H2O电离的c(H)和c(OH)。(1)pH2的H2SO4溶液c(H)_，c(OH)_。(2)pH10的NaOH溶液c(H)_，c(OH)_。(3)pH2的NH4Cl溶液c(H)_。(4)pH10的Na2CO3溶液c(OH)_。答案(1)1012 molL11012 molL1(2)1010 molL11010 molL1(3)102 molL1(4)104 molL1解析(1)pH2的H2SO4溶液中，H来源有两个：H2SO4的电离和H2O的电离，而OH只来源于水。应先求算c(OH)，即为水电离的c(H)或c(OH)。(2)pH10的NaOH溶液中，OH有两个来源：H2O的
11、电离和NaOH的电离，H只来源于水。应先求出c(H)，即为水电离的c(OH)或c(H)，c(OH)104 molL1，c(H)1010 molL1，则水电离的c(H)c(OH)1010 molL1。(3)(4)水解的盐溶液中的H或OH均由水电离产生，水解显酸性的盐应计算其c(H)，水解显碱性的盐应计算其c(OH)。pH2的NH4Cl溶液中由水电离产生的c(H)102 molL1；pH10的Na2CO3溶液中由水电离产生的c(OH)104 molL1。5下列四种溶液中，室温下由水电离生成的H浓度之比()是()pH0的盐酸0.1 molL1的盐酸0.01 molL1的NaOH溶液pH11的NaOH
12、溶液A1101001 000 B011211C14131211 D141323答案A解析中c(H)1 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(OH)相等，等于1.01014 molL1；中c(H)0.1 molL1，由水电离出的c(H)1.01013 molL1；中c(OH)1.0102 molL1，由水电离出的c(H)与溶液中c(H)相等，等于1.01012 molL1；中c(OH)1.0103 molL1，同所述由水电离出的c(H)1.01011 molL1。即(1.01014)(1.01013)(1.01012)(1.01011)1101001 000。理清溶液中H或OH的来源(1)
13、常温下，中性溶液c(OH)c(H)107 molL1(2)溶质为酸的溶液来源OH全部来自水的电离，水电离产生的c(H)c(OH)。实例如计算pH2的盐酸溶液中由水电离出的c(H)，方法是先求出溶液中的c(OH)(Kw/102) molL11012 molL1，即由水电离出的c(H)c(OH)1012 molL1。(3)溶质为碱的溶液来源H全部来自水的电离，水电离产生的c(OH)c(H)。实例如计算pH12的NaOH溶液中由水电离出的c(OH)，方法是知道溶液中的c(H)1012 molL1，即由水电离出的c(OH)c(H)1012 molL1。(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液pH5的NH4Cl溶液中H全部来自水的电
