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水的电离和溶液的酸碱性【高考预测】1. （）水的电离和水的离子积，溶液酸碱性与c(H)、c(OH)、 KW的关系。2. （）酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。3. （）一元强酸与一元弱酸的比较锁定高考1（2015广东）一定温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图2，下列说法正确的是（ ）A升高温度，可能引起有c向b的变化B该温度下，水的离子积常数为1.010-13C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】C2（2014山东）已知某温度下CH3COOH和NH3H2O 的电离常数相等，现向10mL浓度为0.1molL1的CH3COOH溶液中滴加相同浓度的氨水，在滴加过程中A水的电离程度始终增大Bc（NH4+）/c（NH3H2O）先增大再减小Cc（CH3COOH）与c（CH3COO）之和始终保持不变D当加入氨水的体积为10mL时，c(NH4+)=c(CH3COO)【答案】D夯实基础1水的电离(1) 水的电离方程式水是一种极弱的电解质，它能像酸一样电离出极少量的H，又能像碱一样电离出少量的OH(这叫做水的自偶电离)。水的电离方程式可表示为：H2O + H2O H3O + OH，简写为：H2OH + OH(2) 水的离子积KW一定温度下，水的电离常数为：即c(H)c(OH)Kc(H2O)设水的密度为1 gcm3，则1 L H2O1 000 mL H2O1 000 gH2055.6 mol，即H2O的起始浓度为55.6 molL1由于水是极弱的电解质，它电离时消耗的水与电离前相比，可忽略不计例如，25时，1 LH2O中已电离的H2O为107mol，所以c(H2O)55.6 molL1，即Kc(H2O)为一常数，这个新的常数叫做水的离子积常数，简称水的离子积，表示为： c(H)c(OH)KW【名师点拨】 一定温度下，由于KW为一常数，故通常不写单位，如25时KW11014。 KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关温度不变，KW不变；温度变化，KW也发生变化。 由于水的电离过程是吸热过程，因此温度升高时，纯水中的c(H)、c(OH)同时增大，KW也随着增大例如 25时，c(H)(OH)1107 molL1 ，KW11014 100时，c(H)(OH)1106 molL1 ，KW11012但由于c(H)与c(OH)始终保持相等，故仍显中性 在任何以水为溶剂的溶液中都存在H和OH，它们既相互依存，又相互制约当溶液中的c(H)增大时，c(OH)将减小；反之，当溶液中的c(OH)增大时，c(H)则必然减小但无论在中性、酸性还是碱性溶液中，在一定温度下，c(H)与c(OH)的乘积(即KW)仍是不变的，也就是说，KW不仅适用于纯水，也适用于任何酸、碱、盐的稀溶液只要温度相同，不论是在纯水中，还是在酸、碱、盐的水溶液中，KW都是相同的 一定温度下，不论是纯水中，还是在酸、碱、盐的水溶液中，由H2O电离产生的c(H)与c(OH)总是相等的如25时，0.1 molL1的盐酸中，c水(H)c(OH)11013 molL1 水的电离平衡遵循勒夏特列原理例如，向纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡逆向移动(即酸或碱抑制水的电离)；向水中投入活泼金属如钠等，由于金属与水电离产生的H直接作用而促进水的电离2影响Kw的因素Kw与溶液中H+、OH无关，与湿度有关。水的电离为吸热过程，所以当湿度升高时，水的电离程度增大，Kw也增大。例如100，1LH2O有106mol电离，此时水的离子积常数为Kw=106106=1012.3影响水的电离平衡因素（1）湿度，升湿度促进水的电离，降温则相反（2）向纯水中引入H+或OH，会抑制水的电离（3）向纯水中引入弱酸酸根阴离子或弱碱阳离子，将促进水的电离，此乃为盐类水解的实质。4. 溶液的酸碱性的实质：任何水溶液中都存在水的电离，因此都含有H和OH一种溶液是显酸性、中性还是碱性，是由该溶液中的c(H)与c(OH)的相对大小来决定的。酸性溶液：c(H)c(OH)中性溶液：c(H)c(OH)碱性溶液：c(H)c(OH)例如：25时，因为KW11014，所以：中性溶液：c(H)c(OH)1107 molL1 酸性溶液：c(H)1107 molL1，c(OH)1107 molL1碱性溶液：c(H)1107 molL1，c(OH) 1107 molL1100时，因为KW11012，所以：中性溶液：c(H)c(OH)1106 molL1 酸性溶液：c(H)1106 molL1，c(OH)1106 molL1碱性溶液：c(H)1106 molL1，c(OH) 1106 molL1重难突破一. 溶液酸碱性与c(H)、c(OH)、 KW的关系：25时溶液c(H)（molL1）c(OH)（molL1）c(H)与c(OH)的关系KW酸性溶液11071107c(H)c(OH)11014中性溶液11071107c(H)c(OH)碱性溶液11071107c(H)c(OH)二. 酸、碱、盐溶液中水电离的定量计算。（列表比较如下：）c(H)水与c(OH)水关系x的计算式室温x值对水电离影响纯 水c(H)水=c(OH)水x=x=1107mol/L酸溶液x=KW/ c(H)x1107mol/L抑制碱溶液x=KW/ c(OH)注c(H)水、c(OH)水指水电离出的H+、OH浓度由上表可得重要规律：（1）在任意湿度、任意物质的水溶液中（含纯水）的水本身电离出的c(H)水c(OH)水（2）酸和碱对水的电离均起抑制作用 只要碱的pH值相等（不论强弱、不论几元）对水的抑制程度相等，碱也同理。 若酸溶液的pH值与碱溶液的pOH值相等，则两种溶液中水的电离度相等。如pH=3的盐酸溶液与pH=11的氨水溶液在室温下，由水电离出的 c(H)水=c(OH)水=1011mol/L三. 一元强酸与一元弱酸的比较：1. 浓度相同、体积相同的一元强酸与一元弱酸的比较c(H)pH与金属V开始与金属反应V过程产生H2的量中和碱的量加水稀释后PH同加相同水稀释后PHHCl大小快快相同相同多小HAc小大慢慢少大2. pH相同的一元强酸与一元弱酸的比较：c(H)C与金属V开始与金属V过程产生H2的量中和碱的量加水稀释后PH同加相同水稀释后PHHCl同小 相同 慢 少少 少 大HAc大 快 多 多 多 小典例1 今有 盐酸、 醋酸、 硫酸三种稀溶液，用序号回答下列问题。(1) 若三种酸的物质的量浓度相等：a三种溶液中的c(H)大小关系为_。b取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关_。c若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为_。(2) 若三种溶液的c(H)相等：a三种酸的物质的量浓度大小关系为_。b取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系_。c若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为 。【答案】：(1) a. bc(2) a. bc【解析】（1）三种酸的物质的量相等，a盐酸是一元强酸、硫酸是二元强酸、醋酸是一元弱酸，相同浓度的这三种酸c（H+）大小关系为：；b消耗相同浓度NaOH溶液体积与酸的物质的量和元数成正比，相同浓度相同体积的三种酸，其物质的量相等，所以消耗相同浓度NaOH体积大小关系为=；c若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，酸的浓度越大，体积越小，所以消耗三种酸的体积大小关系为=；【名师点拨】 电解质的强弱是由物质的内部结构决定，与外界因素无关，关键是看在水溶液中是否完全电离。 与溶解性无关。例如：BaSO4等虽难溶于水，但溶于水的部分却能完全电离，是强电解质。醋酸能与水互溶但不能完全电离，是弱电解质。 与溶液的导电性无必然联系，溶液的导电性与溶液中的离子浓度、离子所带电荷有关，强电解质溶液的导电能力不一定强。 酸(或碱)无论强弱，中和碱(或酸)的能力是相同的，在计算时应按酸(或碱)的物质的量浓度计算或判断，而不能依据其电离的c(H)进行计算或判断。 跟踪训练1今有室温下四种溶液，有关叙述不正确的是()序号pH111133溶液氨水氢氧化钠溶液醋酸盐酸A.中分别加入适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大B两溶液等体积混合，所得溶液中：c(H)c(OH)C分别加水稀释10倍，四种溶液的pH：DV1 L与V2 L溶液混合后，若混合后溶液pH7，则V1c(ClO)c(CH3COO)c(OH)c(H)B向NaClO溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式为2ClOCO2H2O=2HClOCOC图像中a、c两点处的溶液中相等(HR代表CH3COOH或HClO)D图像中a点酸的总浓度大于b点酸的总浓度4（2014课标）一定温度下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是ApH=5的H2S溶液中，c(H+)= c(HS)=1105 molL1BpH=a的氨水溶液，稀释10倍后，其pH=b，则a=b+1CpH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合：c(Na)+ c(H)= c(OH)+c( HC2O4)DpH相同的 CH3COONa NaHCO3 NaClO三种溶液的c(Na)：5在一定温度下，有a.盐酸b硫酸c醋酸三种酸：(1) 当三种酸物质的量浓度相同时，c(H)由大到小的顺序是(用序号表示，下同)_。(2) 同体积、同物质的量浓度的三种酸，中和NaOH的能力由大到小的顺序是_。(3) 若三者c(H)相同时，物质的量浓度由大到小的顺序是_。(4) 当三者c(H)相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是_。(5) 当三者c(H)相同且体积也相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H2(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系为_，反应所需时间的长短关系是_。(6) 将c(H)相同的三种酸均加水稀释至原来的100倍后，c(H)由大到小的顺序是_。1. 【答案】D【解析】醋酸钠溶液显碱性，A正确，也可以从平衡移动角度分析，CH3COONa电离出的CH3COO：a.与盐酸中的H结合生成CH3COOH；b.使醋酸中平衡CH3COOHCH3COOH左移，两溶液中H浓度均减小，所以pH均增大；假设、均是强酸强碱，且物质的量浓度相同，等体积混合后溶液呈中性，但醋酸是弱酸，其浓度远远大于，即混合后醋酸过量，溶液显酸性c(H)c(OH)，B正确；分别加水稀释10倍，假设平衡不移动，那么溶液的pH均为10，但稀释氨水使平衡NH3H2ONHOH右移，使pH10，同理醋酸稀释后pHV2，D错误。2. 【答案】B3. 【答案】C【解析】根据表中电离常数可知：酸性由强至弱的顺序为CH3COOHH2CO3HClOHCO，结合质子的能力由大到小的顺序为COClOHCOCH3COO。A项，ClO的水解程度大于CH3COO的水解程度，同浓度CH3COONa和NaClO的混合液中，各离子浓度的大小关系应是c(Na)c(CH3COO)c(ClO)c(OH)c(H)，错误；B项，CO结合质子的能力大于ClO结合质子的能力，离子方程式应为ClOCO2H2O=HClOHCO，错误；变形为，该式即为，温度相同，则该式的值相等，正确；D项，CH3COOH的酸性强于HClO，pH相同时，HClO的浓度大于CH3COOH的浓度，错误。4.【答案】D5. 【答案】(1) bac(2) bac(3) cab(或ca2b)(4) cab(5)abcabc(6) cab【解析】解答本题要注意以下三点：(1) HCl、H2SO4都是强酸，但H2SO4是二元酸。(2) CH3COOH是弱酸，在水溶液中不能完全电离。(3) 醋酸溶液中存在CH3COOHCH3COOH的电离平衡。(1) 当三种酸C相同时，b硫酸的C（H+）是a盐酸C（H+）两倍，c.醋酸是弱酸，电离出C（H+）最少。所以bac （2）V，C同，则n同，n（H）是b=2a=2c 即ba=c （3）C（H+）同，与（1）正好相反应，所以 cab （4）C（H+）同V同, 则弱酸C的浓度最大,与Zn反应放出H2最多;而a,b都是强酸,全部电离出C(H+)相同,所以与Zn反应放出H2同,故ca=b (5) 因为C(H+)同,所以开始反应速率 a=b=c; 因为c醋酸是弱酸,反应中还能电离出C(H+),所以所用时间最短,强酸全部电离出C(H+),并相同,所以a=bc (6)C(H+)同,加水稀释至原来的100倍后, 强酸变化大,弱酸变化小,所以 ca=b.
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