水的电离考查

◇ 甘肃 赵进忠

1 水的电离平衡移动

水的电离平衡主要受温度和溶液酸、碱性的影响.水的电离过程是吸热过程,升高温度促进水的电离；水电离产生H＋和OH－,因此加入酸或碱抑制水的电离；盐的水解是盐电离产生的离子结合水电离产生的H＋和OH－的过程,促进水的电离.

(1)T ℃时,水的Kw＝1×10－12,则该温度____(填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃,理由是____.

(2)该温度下,c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液显___性(填“酸”“碱”或“中”)；若该溶液中只存在NaOH 溶质,则由水电离出来的c(OH－)＝____mol·L－1.

(3)实验室用Zn和稀硫酸反应制取H2,反应过程中水的电离平衡_____(填“向左”“向右”或“不”,下同)移动,在新制氯水中加入少量的NaCl固体,水的电离平衡_____移动.

(4)25 ℃时,pH ＝4 的 盐 酸 中 水 的 电 离 程 度____(填“大 于”“小 于”或“等 于”)pH ＝10 的Ba(OH)2溶液中水的电离程度.

分析(1)水的电离是一个吸热过程,升高温度,水的电离平衡向右移动,水的离子积增大.若水的Kw＝1×10－12＞1×10－14,则温度高于25℃.

(2)该温度下,c(H＋)＝1×10－7mol·L－1的溶液,c(OH－)＝1×10－5mol·L－1,c(H＋)＜c(OH－),溶液呈碱性.该溶液中只存在NaOH 溶质,则由水电离出来的c水(OH－)＝c水(H＋)＝c(H＋)＝1×10－7mol·L－1.

(3)Zn和稀硫酸反应,使溶液的酸性减弱,对水的电离抑制程度减弱,即水的电离平衡向右移动；新制氯水中加入少量NaCl固体,水中的Cl－浓度增大,Cl2＋H2O⇌H＋＋Cl－＋HClO 平衡逆向移动,即c(H＋)减小,对水的电离平衡抑制程度降低,水的电离平衡向右移动.

(4)25 ℃时,pH＝4 的盐酸中,c(H＋)＝1×10－4mol·L－1；pH ＝10 的Ba(OH)2溶 液 中,c(OH－)＝1×10－4mol·L－1,两种溶液中H＋和OH－同等程度抑制了水的电离.

2 计算水的离子积

A.此时水的离子积Kw＝1×10－14

B.水电离出的c(H＋)＝1×10－10mol·L－1

C.水的电离程度随温度升高而增大

D.c(Na＋)＝c(SO2－4)

分析计算水的离子积,关键是求出溶液中c(H＋)或c(OH－).蒸馏水的pH＝6,说明c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol·L－1,水的离子积Kw＝1×10－12,选项A 说法错误；水电离出来的c(H＋)＝选项B说法正确；由于水的电离过程为吸热反应,升高温度,促进水的电离,选项C说法正确；NaHSO4晶体中钠离子与硫酸根离子的物质的量相等,选项D 说法正确.答案为A.

3 水的离子积和溶液的pH 关系

(1)25℃时,将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH＝7,则NaOH 溶液与H2SO4溶液的体积比为______.

图1

(2)95℃时,若100mLpH1＝a 的某强酸溶液与1mLpH2＝b 的某强碱溶液混合后,所得溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_____.

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

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

(2)根据题意可知,n(OH－)＝n(H＋),则100×10－a＝1×10b－12,102－a＝10b－12,即2－a＝b－12,则a＋b＝14或pH1＋pH2＝14.

总之,水的电离考查中,要注意在任何溶液中水电离的c水(H＋)＝c水(OH－),而水的离子积常数Kw的计算是利用溶液中的c(H＋)和c(OH－).