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例析“水的电离”知识点

2016-12-02张小倩

理科考试研究·高中 2016年11期
关键词:电离碱性酸性

张小倩

水的电离贯穿在电解质溶液全章,以其新变化、新特点、高质量进行考查学生学习能力,在学习中必须牢固掌握概念、仔细剖析、做到字斟句酌,抓住问题的本质,在对问题全面深刻的分析中找到解决问题的方法.水的电离近年来一直是高考的重点和难点问题,以下根据题型分析.

一、水的电离度

例1常温下,水的电离度是( )

A. 1.8×10-3 %B.1.5×10-4%

C.1.7×10-6%D.1.8×10-7%

解析在常温下,KW=10-14,c(H+)=

c(OH-)=1.0×10-7 mol/L.得到c(H+), 又可得1 L H2O的物质的量,就不难得到水的电离度.

二、比较不同物质的溶液中水的电离度大小

例2室温下,等物质的量浓度的以下溶液中:(1)NH4Cl;(2)NaCl;(3)KNO3;(4)NaOH,以水的电离度排列的正确顺序为

A.(1)>(4)>(2)=(3)

B.(4)>(2)=(1)>(3)

C.(2)>(3)>(1)>(4)

D.(1)>(2)=(3)>(4)

解析(1)是强酸弱碱盐,NH+4可与水电离出的OH-结合成弱电解质NH3·H2O,促进了水的电离.(2)(3)是强酸强碱盐,对水的电离平衡没有变化;(4)能抑制水的电离.水的电离度的排列顺序是(1)>(2)=(3)>(4). 选案选D.

例3在25 ℃条件下,pH都为4的盐酸和碘化铵溶液中,关于水的离子积KW和水的电离度,HCl与NH4I的溶液中水的电离度依次用αA和αB表示,其中以下叙述中正确的是

解析25℃条件下,KW是一定值,因为盐酸能抑制水的电离,碘化铵能促进水的电离,所以αB与αA相差10的若干倍(10n),所以可以排除选项A和B.在盐酸溶液中c(H+)=10-4,c(OH-)=10-10;在碘化铵溶液中因c(H+)=10-4,所以水可电离出c(OH-)=10-4,故αB/αA=10-4/10-10=106,答案选D.

点拨强酸、强碱都抑制水的电离,c(H+)或c(OH-)越大,水的电离度就越小,c(H+)=c(OH-),水的电离度相等;水解盐都促进水的电离;非水解盐不会影响水的电离.

例4在相同温度下,等摩尔浓度的盐酸和NaOH溶液中水的电离度分别为α1和α2,分析两者之间的关系

A.α1=α2B.α1>α2

C.α1<α2D.α1=14α2

解析强酸HCl和强碱NaOH都抑制水的电离,而温度一定,则KW一定,又c(H+)=c(OH-),故同浓度的HCl和NaOH溶液对水电离的抑制程度是相同的,答案选A.

三、因已知由水电离出的c(H+)或c(OH-),求溶液的pH,判断溶液的酸碱性,判断离子能否大量共存例5某溶液中,已知由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol/L那么此溶液的pH可能是

A.11B.3C.8D.7

解析水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol/L,那么水电离出的c(OH-)也是1×10-11 mol/L,依据KW=c(H+)c(OH-),某溶液可能显酸性,也可能显碱性,由此,它的pH可能是3或11,答案选AB.

点拨在某溶液中,已知由水电离出的c(H+)或c(OH-),那么该溶液可能显碱性,亦可能显酸性.

例6室温下,在由水电离出的c(OH-)=10-11 mol/L的溶液中,一定不能大量存在的离子是

A.NH+4,Fe3+,SO2-4、Cl-

B.CO2-3、PO3-4、K+、Na+

C. Na+、HCO-3、HS-、Cl-

D.HPO2-4、Na+、HSO-3、K+、

解析选项A,NH+4,Fe3+只能在酸性介质中存在,选项B中CO2-3、PO3-4只能在碱性介质中存在;而HCO-3、HS-、HPO2-4、HSO-3则既不能在酸性介质中存在,又不能在碱性介质中存在,所以此题不论是酸性溶液,还是碱性溶液,选项C和D一定不能大量共存.

例725 ℃条件下,某溶液中由水电离出的c(OH-)是1.0×10-12 mol/L向此溶液中滴入几滴甲基橙试液以后,溶液的颜色可能变为

A.橙色B.红色

C.蓝色D.黄色

解析25℃时水的电离的c(OH-) =1.0×10-12 mol/L,它溶液的pH可能是2或12,因为甲基橙的变化范围是0~3.1(红色),3.1~4.4(橙色),4.4~14(黄色),故答案选BD.

四、稀溶液中由水电离的c(H+)或c(OH-)

例8在 25℃时,把pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积的混合后,溶液中水电离出的c(OH-)最接近

A. (1/2)(10-8+10-10) mol/L

B.(10-8+10-10) mol/L

C.(10-8+10-10) mol/L

D. (1×10-14+5×10-5) mol/L

解析pH=8的NaOH溶液中c(OH-)=10-6 mol/L,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=10-4 mol/L,

等体积混合后,c(OH-)总=(10-4+10-6)/2,因为c(OH-)总c(H+)水电离等于10-14,故水电离出的c(H+)=2×10-14/(10-4+10-6) ≈2×10-10,即水电离出c(OH-)是2×10-10 mol/L,答案选C.

点拨在一定温度下,KW是一定值(若25℃是1.0×10-14),即稀强酸(或稀强碱)中c(H+)或c(OH-)与水电离出

c(OH-)

或c(H+)之积一定是KW.对于pH不同的同种稀强碱等体积混合,应先根据KW求出各自溶液的c(OH-),再求出c(OH-)总,然后再根据KW求出水电离出的c(H+)或c(OH-).

总之,水是极弱的电解质,存在着H2OH++OH-的电离平衡,不管是什么温度下,稀溶液不论是什么溶液,由水电离出的c(H+)与c(OH-)始终相等,牢固掌握这一重要概念,水电离知识点的题型不论怎样变化,但万变不离其宗旨.

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