常考点高考题――水的电离

知识点拔

    该题型包括水的电离平衡的移动及计算水中电离的氢离子或氢氧根离子的浓度。要掌握以下的知识和规律。

    1. K_w＝c(H⁺) c(OH^-)。由于水中c(H⁺)＝c(OH^-)，纯水总是中性的。

    2. 不能认为c(H⁺)或c(OH^-)等于10^-7 mol／L或pH＝7的溶液就一定是中性溶液，不能把pH＝7作为判断一切溶液酸、碱性的分界线，应比较c(H⁺)和c(OH^-)的大小。

3. 已知水中的c(H⁺)或c(OH^-)并不能确定溶液的酸碱性，它既可以是酸(或酸性)溶液，也可能是碱(或碱性)溶液。

4. 什么物质或条件可以打破水的电离平衡？平衡如何移动？

(1) 酸、碱可以打破水的电离平衡，促使水的电离平衡逆向移动，造成c(H⁺)≠c(OH^-)，α_w下降。酸溶液的pH值表示的c(H⁺)为溶质酸的，通过水的离子积(K_w) 的公式计算出水电离的c(OH^-)_w，c(H⁺)_w＝c(OH^-)_w。碱溶液的pH值表示的c(H⁺)则为水电离出的c(H⁺)_w，因为碱本身不含有H⁺。

    (2) 水解盐可以打破水的电离平衡，促使水的电离平衡正向移动，α_W增大。 只有一种弱离子水解，则c(H⁺)≠c(OH^-)；若双水解，则可能相等，也可能不相等。水解呈酸性的盐溶液的pH值表示的是水电离的c(H⁺)_W(与碱溶液相同)，水解呈碱性的盐溶液的pOH值表示的是水电离的c(OH^-)_W(与酸溶液相同)。

(3) 温度可以影响水的电离平衡。水的电离是吸热反应，温度升高，水的电离平衡向右移动，α_W增大，K_W增大，pH值降低，但c(H⁺)_w＝c(OH^-)_w。常温时水的离子积 K_W＝10^-14，100℃时，K_W＝10^-12。

    6．对于极稀的酸、碱溶液，水的电离不可忽视。例如，c(H⁺)＝10^－8 mol / L的盐酸，如果认为pH＝8则错了，因为酸溶液的pH值在常温时是小于7的。在计算溶液的pH值时，要考虑水电离的c(H⁺)和c(OH^－)，设水电离的c(H⁺)＝c(OH^－)＝x mol / L，则根据水的离子积可得出如下代数方程式：(10^－8＋x)x＝10^－14，10^－8x＋x²＝10^－14。由于x已很小了，故x²更小，可忽略不计，10^－8x＝10^－14，x＝10^－6，即该稀盐酸的pH＝6。

题型练习

       1．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度前后两个量的大小                  (  C   )

       A. 大于                B. 等于                C. 小于                D. 不能肯定

       2．室温下，在pH＝12的某溶液中，由水电离的c(OH^-)为             (  CD )

　　 A．1.0×10^-7 mol?L^-1　　　　　　 B．1.0×10^-6 mol?L^-1

　　 C．1.0×10^-2 mol?L^-1　　　　　　 D．1.0×10^-12 mol?L^-1

       3．水的电离过程为H₂OH⁺＋OH^- ，在不同温度下其平衡常数为K(25℃)＝1.0×l0^-14，K(35℃)＝2.1×l0^-14。则下列叙述正确的是                                (  D  )

           A. c(H⁺)随着温度的升高而降低

    B. 在35℃时，c(H⁺)＞c(OH^-)

    C. 水的电离度a(25℃)＞a(35℃)

    D. 水的电离是吸热的

4．在某温度时，测得纯水中的c(H⁺)＝2.4×10^-7 mol / L，则c(OH^-)为        (  A  )

       A. 2.4×10^-7 mol / L               B. 0.1×10^-7 mol / L

       C.  mol / L            D. c(OH^-)无法确定

       5．pH为4的FeCl₃溶液和pH为10的K₂CO₃溶液中，水的电离度分别为a₁和a₂，则它们的大小关系是                                                         (  C  )

    A. a₁＞a₂          B. a₁＜a₂          C. a₁＝a₂         D.无法判断

       6．下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比(①∶②∶③∶④)是    (  A  )

       ① pH＝0的盐酸                   ② 0.1 mol / L的盐酸

       ③ 0.01 mol / L的NaOH溶液        ④ pH＝11的NaOH溶液

       A. 1∶10∶100∶1000               B. 0∶1∶12∶11

       C. 14∶13∶12∶11                 D. 14∶13∶2∶3

       7．90℃时水的离子积K_w＝3.8×10^-13，该温度时纯水的pH                 (  B  )

A. 等于7         B. 小于7          C. 大于7          D. 无法确定

       8．在80℃时，纯水的pH值小于7 ，为什么？

       答. 已知室温时，纯水中的c(H⁺)＝c(OH^-)＝10^-7 mol / L，又因水的离解(H₂OH⁺＋OH^-)是吸热反应，故温度升高到80℃，电离度增大，致使c(H⁺)＝c(OH^-)＞10^-7 mol / L，即pH＜7。(若只答出温度升高纯水电离度增大的给1分；若只答c(H⁺)＝10^-7 mol / L，pH＜7，该题为0分)