水的電離考查

◇ 甘肅 趙進忠

1 水的電離平衡移動

水的電離平衡主要受溫度和溶液酸、堿性的影響.水的電離過程是吸熱過程,升高溫度促進水的電離；水電離產生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生的離子結合水電離產生的H＋和OH－的過程,促進水的電離.

(1)T ℃時,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,則由水電離出來的c(OH－)＝____mol·L－1.

(3)實驗室用Zn和稀硫酸反應制取H2,反應過程中水的電離平衡_____(填“向左”“向右”或“不”,下同)移動,在新制氯水中加入少量的NaCl固體,水的電離平衡_____移動.

(4)25 ℃時,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)水的電離是一個吸熱過程,升高溫度,水的電離平衡向右移動,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,則由水電離出來的c水(OH－)＝c水(H＋)＝c(H＋)＝1×10－7mol·L－1.

(3)Zn和稀硫酸反應,使溶液的酸性減弱,對水的電離抑制程度減弱,即水的電離平衡向右移動；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,即c(H＋)減小,對水的電離平衡抑制程度降低,水的電離平衡向右移動.

(4)25 ℃時,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 計算水的離子積

A.此時水的離子積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)

分析計算水的離子積,關鍵是求出溶液中c(H＋)或c(OH－).蒸餾水的pH＝6,說明c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6mol·L－1,水的離子積Kw＝1×10－12,選項A 說法錯誤；水電離出來的c(H＋)＝選項B說法正確；由于水的電離過程為吸熱反應,升高溫度,促進水的電離,選項C說法正確；NaHSO4晶體中鈉離子與硫酸根離子的物質的量相等,選項D 說法正確.答案為A.

3 水的離子積和溶液的pH 關系

(1)25℃時,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______.

圖1

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

分析(1)25℃時所得混合溶液的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Kw的計算是利用溶液中的c(H＋)和c(OH－).