水的電離考查

◇ 甘肅 趙進(jìn)忠

1 水的電離平衡移動(dòng)

水的電離平衡主要受溫度和溶液酸、堿性的影響.水的電離過(guò)程是吸熱過(guò)程,升高溫度促進(jìn)水的電離；水電離產(chǎn)生H＋和OH－,因此加入酸或堿抑制水的電離；鹽的水解是鹽電離產(chǎn)生的離子結(jié)合水電離產(chǎn)生的H＋和OH－的過(guò)程,促進(jìn)水的電離.

(1)T ℃時(shí),水的Kw＝1×10－12,則該溫度____(填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃,理由是____.

(2)該溫度下,c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液顯___性(填“酸”“堿”或“中”)；若該溶液中只存在NaOH 溶質(zhì),則由水電離出來(lái)的c(OH－)＝____mol·L－1.

(3)實(shí)驗(yàn)室用Zn和稀硫酸反應(yīng)制取H2,反應(yīng)過(guò)程中水的電離平衡_____(填“向左”“向右”或“不”,下同)移動(dòng),在新制氯水中加入少量的NaCl固體,水的電離平衡_____移動(dòng).

(4)25 ℃時(shí),pH ＝4 的 鹽 酸 中 水 的 電 離 程 度____(填“大 于”“小 于”或“等 于”)pH ＝10 的Ba(OH)2溶液中水的電離程度.

分析(1)水的電離是一個(gè)吸熱過(guò)程,升高溫度,水的電離平衡向右移動(dòng),水的離子積增大.若水的Kw＝1×10－12＞1×10－14,則溫度高于25℃.

(2)該溫度下,c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液,c(OH－)＝1×10－5mol·L－1,c(H＋)＜c(OH－),溶液呈堿性.該溶液中只存在NaOH 溶質(zhì),則由水電離出來(lái)的c水(OH－)＝c水(H＋)＝c(H＋)＝1×10－7mol·L－1.

(3)Zn和稀硫酸反應(yīng),使溶液的酸性減弱,對(duì)水的電離抑制程度減弱,即水的電離平衡向右移動(dòng)；新制氯水中加入少量NaCl固體,水中的Cl－濃度增大,Cl2＋H2O?H＋＋Cl－＋HClO 平衡逆向移動(dòng),即c(H＋)減小,對(duì)水的電離平衡抑制程度降低,水的電離平衡向右移動(dòng).

(4)25 ℃時(shí),pH＝4 的鹽酸中,c(H＋)＝1×10－4mol·L－1；pH ＝10 的Ba(OH)2溶 液 中,c(OH－)＝1×10－4mol·L－1,兩種溶液中H＋和OH－同等程度抑制了水的電離.

2 計(jì)算水的離子積

A.此時(shí)水的離子積Kw＝1×10－14

B.水電離出的c(H＋)＝1×10－10mol·L－1

C.水的電離程度隨溫度升高而增大

D.c(Na＋)＝c(SO2－4)

分析計(jì)算水的離子積,關(guān)鍵是求出溶液中c(H＋)或c(OH－).蒸餾水的pH＝6,說(shuō)明c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol·L－1,水的離子積Kw＝1×10－12,選項(xiàng)A 說(shuō)法錯(cuò)誤；水電離出來(lái)的c(H＋)＝選項(xiàng)B說(shuō)法正確；由于水的電離過(guò)程為吸熱反應(yīng),升高溫度,促進(jìn)水的電離,選項(xiàng)C說(shuō)法正確；NaHSO4晶體中鈉離子與硫酸根離子的物質(zhì)的量相等,選項(xiàng)D 說(shuō)法正確.答案為A.

3 水的離子積和溶液的pH 關(guān)系

(1)25℃時(shí),將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH＝7,則NaOH 溶液與H2SO4溶液的體積比為_(kāi)_____.

圖1

(2)95℃時(shí),若100mLpH1＝a 的某強(qiáng)酸溶液與1mLpH2＝b 的某強(qiáng)堿溶液混合后,所得溶液呈中性,則混合前,該強(qiáng)酸的pH1與強(qiáng)堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是_____.

分析(1)25℃時(shí)所得混合溶液的pH＝7,溶液呈中性,即酸、堿恰好中和,即n(OH－)＝n(H＋),則

V(NaOH)·10－5mol·L－1＝V(H2SO4)·10－4mol·L－1,得V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1.

(2)根據(jù)題意可知,n(OH－)＝n(H＋),則100×10－a＝1×10b－12,102－a＝10b－12,即2－a＝b－12,則a＋b＝14或pH1＋pH2＝14.

總之,水的電離考查中,要注意在任何溶液中水電離的c水(H＋)＝c水(OH－),而水的離子積常數(shù)Kw的計(jì)算是利用溶液中的c(H＋)和c(OH－).