(新课改省份专用)2020版高考化学一轮复习第八章第二节水的电离和溶液的酸碱性学案(含解析)

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第二节

水的电离和溶液的酸碱性

考点(一) 水的电离 【精讲精练快冲关】

[知能学通]

1．水的电离

(1)水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2O＋OH。

(2)25 ℃时，纯水中c(H)＝c(OH)＝1×10_mol·L；任何水溶液中，由水电离出的c(H)与c(OH)都相等。

2．水的离子积常数

＋

－

＋

－

－7

－1

－

H3O＋OH或简写为H2O

＋－

H

＋

3．影响水的电离平衡的因素 项目 升高温度 加入 酸碱 加入盐 加酸 加碱 Na2CO3 NH4Cl 平衡 移动 右移 左移 左移 右移 右移 右移 溶液中 溶液中 pH 减小 减小 增大 增大 减小 增大 溶液的 酸碱性 中性 酸性 碱性 碱性 酸性 碱性 c(H) 增大 增大 减小 减小 增大 减小 ＋c(OH) 增大 减小 增大 增大 减小 增大 －Kw 增大 不变 不变 不变 不变 不变 加入金属Na [题点练通]

1.25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O

H＋OH，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．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H)降低

＋

＋

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D．将水加热，Kw增大，pH不变

解析：选B A项，向水中加入稀氨水，NH3·H2O电离出NH4和OH，c(OH)增大，平衡逆向移动，错误；B项，向水中加入少量固体NaHSO4，NaHSO4电离出Na、H和SO4，c(H)增大，平衡逆向移动，温度不变，Kw不变，正确；C项，向水中加入少量固体CH3COONa，CH3COONa电离出CH3COO和Na，CH3COO与H结合成弱酸CH3COOH，c(H)降低，平衡正向移动，错误；D项，水的电离是吸热过程，将水加热促进水的电离，Kw增大，pH减小，D项错误。

2．(2015·广东高考)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( )

＋

－

－

＋

－

＋

＋

＋

＋

2－

＋

＋

－

－

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

解析：选C A项，c点溶液中c(OH)＞c(H)，溶液呈碱性，升温，溶液中c(OH)不可能减小，错误；B项，由b点对应c(H)与c(OH)可知，Kw＝c(H)·c(OH)＝1.0×10×1.0×10＝1.0×10

－7

－14

＋

＋

－

＋

－

－7

－

＋

－

，错误；C项，FeCl3溶液水解显酸性，溶液中c(H)增大，因一定

－

温度下水的离子积是常数，故溶液中c(OH)减小，因此加入FeCl3溶液可能引起由b向a的变化，正确；D项，c点溶液呈碱性，稀释时c(OH)减小，同时c(H)应增大，故稀释溶液时不可能引起由c向d的转化，错误。

3．如图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数，下列说法不正确的是( )

－

＋

A．图中温度：T3>T2>T1

B．图中pH关系：pH(B)＝pH(D)＝pH(E) C．图中五点Kw间的关系：E>D>A＝B＝C D．C点可能是显酸性的盐溶液

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解析：选D A项，水的电离是吸热过程，升高温度促进水电离，则水中c(H)、c(OH)及离子积常数增大，根据题图知，离子积常数：T3>T2>T1，所以温度：T3>T2>T1，正确；B项，三点溶液的氢离子浓度相等，则pH相等，正确；C项，温度高低顺序是A＝B＝CD>A＝B＝C，正确；D项，C点时，Kw＝1×10

[归纳拓展]

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相同，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。

4.室温下，柠檬水溶液的pH是3，则其中由水电离出的c(H)是( ) A．1×10

－11

＋

－1

－3

－1

＋

－

－14

＋－

，c(OH)＝1×10，溶液的pH＝8，显碱性，错误。

－－6

mol·L B．1×10 mol·L

－1

－1

C．1×10 mol·L D．0.1 mol·L

解析：选A 溶液的pH是3，则溶液中OH的浓度是1×10

＋

－

－11

－7

mol·L。酸是抑制水的

－

－1

电离的，所以溶液中由水电离出的c(H)等于溶液中水电离出的c(OH)。

5．25 ℃时，在等体积的下列溶液中，发生电离的水的物质的量之比是( ) ①pH＝0的H2SO4溶液 ②0.05 mol·L的Ba(OH)2溶液 ③pH＝10的Na2S溶液 ④pH＝5的NH4NO3溶液

A．1∶10∶10∶10 B．1∶5∶5×10∶5×10 C．1∶20∶10∶10 D．1∶10∶10∶10

解析：选A 设溶液的体积为1 L，①中pH＝0的H2SO4溶液中c(H)＝1 mol·L，c(OH

－

＋

－1

10

9

4

9

10

9

9

8

－1

)＝10

－14

mol·L，电离的水的物质的量为10

－1

－1－14

mol; ②中c(OH)＝0.1 mol·L，c(H)

－

－4

－1

－－1＋

＝10

－13

mol·L，电离的水的物质的量为10

－4

＋

－13

mol；③中c(OH)＝10 mol·L，电离的

－1

－5

水的物质的量为10 mol；④中c(H)＝10 mol·L，电离的水的物质的量为10 mol；故①②③④中电离的水的物质的量之比为10

6．思考并填空：

水电离出来的 溶液(25 ℃) －14

－5

∶10

－13

∶10∶10＝1∶10∶10∶10。

－4－5109

c＋－1mol·L c－－1mol·L c(H＋)或c(OH－) mol·L －1(1)pH＝2的盐酸 (2)pH＝13的NaOH溶液 309教育资源库 www.309edu.com

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(3)pH＝5的NH4Cl溶液 (4)pH＝10的Na2CO3溶液 答案：(1)10 10－5

－9－2－12 －12 －13 10 (2)10 10 10－4

－1－13(3)10 10 10 (4)10[归纳拓展]

－5－10

10 10

－4

水电离出的c(H)或c(OH)的计算技巧

(1)在任何溶液中水电离出来的c(H)与c(OH)始终相等。 (2)溶液中的H浓度与水电离的H浓度区别： ①酸溶液中：c(H)溶液＝c(H)酸＋c(H)水≈c(H)酸； ②碱溶液中：c(H)溶液＝c(H)水。

(3)溶液中的OH浓度与水电离的OH浓度区别： ①碱溶液中：c(OH)溶液＝c(OH)碱＋c(OH)水≈c(OH)碱； ②酸溶液中：c(OH)溶液＝c(OH)水。

考点(二) 溶液的酸碱性与pH 【点多面广精细研】

1．溶液的酸碱性

溶液的酸碱性与c(H)、c(OH)的关系： 溶液的酸碱性 酸性溶液 中性溶液 碱性溶液 适用温度 2.溶液的pH (1)表达式：pH＝－lg_c(H)。

(2)使用范围：pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H)≤1 mol·L或c(OH)≤1 mol·L的电解质溶液，当c(H)或c(OH)≥1 mol·L时，直接用c(H)或c(OH)表示溶液的酸碱性。

(3)溶液的酸碱性与pH的关系(25 ℃)

－1

＋

－

－1

＋

－

＋

－1

－

＋

＋

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－

－

－

－

－

－

－

－

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋

＋＋

－

＋－

c(H＋)与c(OH－)比较 c(H＋)>c(OH－) c(H＋)＝c(OH－) c(H＋)1×10－7 mol·L－1 c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1 c(H＋)<1×10－7 mol·L－1 25 ℃ 309教育资源库 www.309edu.com