第15讲 水的电离1.认识水的电离，了解水的离子积常数。2.能运用弱电解质的电离模型分析水的电离、分析外界条件对水的电离平衡的影响。3.会计算酸碱溶液中水电离出的c(H)或c(OH)，能分析应用水的电离平衡曲线。一、水的电离平衡1水的电离(1)水是一种极弱的电解质。(2)水的电离方程式为H2OH2OH3OOH，简写为H2OHOH。(3)水的电离是吸热过程。2水的离子积二、外界条件对水的电离平衡的影响分析下列条件的改变对水的电离平衡H2OHOHH0的影响改变条件平衡移动方向c(H)c(OH)水的电离程度Kw升高温度右移增大增大增大增大加入HCl(g)左移增大减小减小不变加入NaOH(s)左移减小增大减小不变加入活泼金属(如Na)右移减小增大增大不变加入NaHSO4(s)左移增大减小减小不变三、Kw的应用1水的电离平衡曲线的理解与识别(1)曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都相同，即c(H)c(OH)相同，温度相同。(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。2溶液中水电离出的c(H)或c(OH)的计算方法Kw表达式中c(H)、c(OH)均表示整个溶液中总物质的量浓度，但是一般情况下有：(1)酸溶液中Kwc酸(H)c水(OH)(忽略水电离出的H的浓度)。(2)碱溶液中Kwc水(H)c碱(OH)(忽略水电离出的OH的浓度)。(3)外界条件改变，水的电离平衡发生移动；但由水电离出的c(H)与水电离出的c(OH)一定相等。(4)室温下，由水电离出的c(H)11013 molL1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性。考点01 水的离子积【例1】在50 时，液氨的电离跟水的电离相似，存在如下电离平衡：2NH3(l) +，的平衡浓度为11015 molL1，下列说法错误的是A在液氨中加入NaNH2，可使液氨的离子积变大B在液氨中加入NH4Cl，液氨的离子积不变C此温度下液氨的离子积K为11030D在液氨中加入金属钠可能有NaNH2生成【答案】A【解析】 A加入NaNH2，的浓度增大，可使平衡向逆反应方向移动，根据水的离子积可知，离子积只与温度有关，与离子浓度无关，故A错误；B液氨的离子积只与温度有关，在液氨中加入NH4Cl，液氨的离子积不变，故B正确；C根据根据水的离子积，得液氨的离子积K为1101511015=11030，故C正确；D钠和水反应生成氢氧化钠和氢气，在液氨中加入金属钠可能生成NaNH2和H2，故D正确；故选A。【变式1-1】下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是AKw随溶液中c(H)和c(OH)的变化而变化B水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K是同一个物理量C水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化D水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量【答案】C【解析】 AKw只与温度有关，不随溶液中c(H)和c(OH)的变化而变化，A错误；B水的离子积常数,水的电离平衡常数，不是同一个物理量，B错误；C水的电离是吸热的，水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的升高而升高，C正确；D水的离子积常数,水的电离平衡常数，一定温度下，可以把看成一个常数，水的离子积常数Kw与水的电离平衡常数几乎相等，D错误； 故选C。【变式1-2】水的离子积常数与温度的变化曲线如图所示。下列有关纯水的电离说法正确的是A水中浓度随着温度的升高而降低B点对应为、，该温度下，CM点水的电离程度大于点水的电离程度D水的电离是吸热过程【答案】D【分析】水的电离，温度升高，Kw值升高，说明水的电离为吸热反应；【解析】 A根据分析，温度升高促进水的电离，则氢离子浓度增大，A错误；B纯水中，B错误；C温度越高，水的电离程度越大，M点电离程度小于N点，C错误；D根据分析，水的电离为吸热过程，D正确；故答案为：D。考点02 水的电离平衡及影响因素【例2】时，水的电离达到平衡：，下列叙述正确的是A向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，降低B向水中加入少量固体硫酸氢钠，增大，不变C向水中加入少量固体氯化铵，平衡逆向移动，增大D将水加热，增大，不变【答案】B【解析】 A向水中加入稀氨水，增大，水的电离平衡逆向移动，故A错误；B硫酸氢钠电离出氢离子，向水中加入少量固体硫酸氢钠，增大，温度不变，不变，故B正确；C铵根离子水解，向水中加入少量固体氯化铵，平衡正向移动，溶液呈酸性，增大，故C错误；D将水加热，氢离子、氢氧根离子浓度均增大，增大，减小，故D错误；故选B。【变式2-1】下列微粒对水的电离无影响的是AS2-BOH-CDNa+【答案】D【解析】 AS2-能水解，或者说硫离子与氢离子结合，使氢离子浓度减小而促进水的电离，故A错误；BOH-能抑制水的电离，故B错误；C能水解，或者说铵根离子与氢氧根离子结合，使氢氧根离子浓度减小而促进水的电离，故C错误；DNa+不水解，或者说钠离子不会影响氢离子、氢氧根离子的浓度，对水的电离平衡无影响，故D正确；故答案为：D。【变式2-2】一定温度下，水溶液中H+和OH-的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是A升高温度，可能引起c向d的变化B该温度下，水的离子积常数为1.010-13C该温度下，a点时的溶液一定是一种酸的溶液D该温度下，稀释溶液可能引起由c向b的变化【答案】D【分析】在abc这条曲线上的任意一点都为水电离的平衡点，在相同温度下KW都相等，据此回答。【解析】 A温度升高，水的离子积常数增大，水溶液中，氢离子和氢氧根离子浓度都增大，将不在曲线上，A错误；Bb点(H+)=c(OH-)=1.010-6，故KW=1.010-61.010-6=1.010-12，B错误；Ca点溶液中c(H+)c(OH-)，可能是酸溶液、盐溶液等，C错误；D稀释不会引起水的离子积的改变，溶液向中性靠近，该温度下，稀释溶液可能引起由c向b的变化，D正确；故选D。考点03 水的电离平衡的应用【例3】下列各组离子在指定溶液中一定不能大量共存的是A含有Al3+的溶液中：K+、Na+、HCO、Cl-B=1.01012的溶液：Na+、AlO、NO、S2、SOC使甲基橙显黄色的溶液：Fe2+、Cl、Mg2+、SOD常温下，由水电离产生c(H+)=1012molL1的溶液中：Na+、Cl、CO、SO【答案】A【解析】 A含有Al3+的溶液中：K+、Na+、Cl-，Al3+与两种离子水解相互促进，发生反应生成氢氧化铝沉淀和二氧化碳气体不能大量共存，A符合题意；B=1.010-12的溶液，H+浓度小于氢氧根离子浓度，溶液呈碱性，碱性溶液中Na+、S2、能大量共存，B不符合题意；C使甲基橙显黄色的溶液可能呈酸性，也可能呈中性或碱性，碱性溶液中Fe2+、Mg2+不能大量存在，酸性或中性溶液中Fe2+、Cl-、Mg2+、能大量共存，C不符合题意；D常温下，由水电离产生c(H+)=10-12mol/L的溶液中，水的电离受到抑制，溶液既可能呈酸性也可能呈碱性，酸性溶液中不能大量存在，碱性溶液中Na+、Cl、能大量共存，D不符合题意；答案选A。【变式3-1】已知在t1、t2温度下水的电离平衡曲线如图所示，则下列说法不正确的是At1t2B一定温度下，改变水溶液中c平(H+)或c平(OH-)的浓度，KW不会发生变化Ct2温度c平(H+)为110-2 molL-1的HCl溶液中，水电离出的c平(H+)=110-10 molL-1D将t1温度下0.1 molL-1的盐酸稀释，溶液中所有离子的浓度均相应减小【答案】D【解析】 A由图像中数据可计算出时，时，结合，则，A项正确；B只与水溶液的温度有关，因此改变水溶液中的，不变化，B正确；C时，的盐酸中，水电离的，C正确；D温度下，的盐酸稀释，减小，增大，D错误；答案选D。【变式3-2】下列能影响水的电离平衡，并使溶液中的的操作是。A将纯水加热至100B向水中加氢氧化钡固体C向水中投入少量的钠D向水中加入少量【答案】D【分析】水为极弱的电解质，存在电离平衡H2OH+OH-，任何酸或碱均能抑制水的电离，若要使溶液中的，可加入酸或加入弱碱阳离子。【解析】 A将纯水加热至100，水的电离平衡正向移动，且仍为中性，即，A不符合题意；B向水中加氢氧化钡固体，水的电离平衡逆向移动，溶液呈碱性，B不符合题意；C向水中投入少量的钠，与水反应，2Na+2H2O=2NaOH+H2，影响水的电离，溶液呈碱性，C不符合题意；D属于强电解质，在水中完全电离，向水中加入少量，溶液中氢离子浓度增大，水的电离被抑制，溶液呈酸性，D符合题意；答案选D。1下列关于水的说法中不正确的是。A水是含极性键的极性分子B水的电离方程式为C纯水中加入少量酸，水的电离受到抑制D升高温度，水的电离程度增大【答案】B【解析】 A的结构式为，含有极性键，空间结构为形，属于极性分子，A正确；B水为弱电解质，水的电离方程式为，B错误；C纯水中加入少量酸，溶液中氢离子浓度增大，水的电离平衡逆向移动，水的电离受到抑制，C正确；D水的电离是吸热过程，升高温度平衡正向移动，电离程度增大，D正确；故选B。2关于水的说法，下列错误的是A水的电离方程式为B纯水的可能为6C时水中通入少量，恢复至，减小D水的电离过程的【答案】C【解析】 A水是弱电解质，电离方程式为，故A正确；B水的电离是吸热过程，温度升高，水的离子积增大，纯水的可能为6，故B正确；C只受温度影响，温度不变，不变，故C错误；D水的电离过程吸热，故D正确；答案选C。3常温时，在0.01 molL-1的Ba(OH)2溶液中，由水电离出的H浓度是A510-13 mol/LB0.02 mol/LC110-7 mol/LD110-12 mol/L【答案】A【解析】 溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的乘积等于水的离子积，氢氧化钡是强电解质，电离出氢氧根的浓度为0.02mol/L，忽略水电离出的氢氧根离子，溶液中c（OH-）=0.02mol/L，c（H+）=mol/L=510-13mol/L，水电离出的氢离子浓度等于氢氧化钡溶液中氢离子的浓度，故选A。4下列有关水的离子积常数或变化的判断，正确的是A随着温度的升高，水的离子积常数减小B完全中和的溶液，需要的溶液C由非电解质溶于水得到的溶液一定呈中性D氢氧化钠溶液久置于空气中，减小【答案】D【解析】 A升高温度，水的电离平衡右移，增大，A错误；B的硫酸溶液中的氢氧化钠溶液中，所以完全中和硫酸需要溶液，B错误；C是非电解质，溶于水得到亚硫酸溶液，呈