高二化学下册水的电离知识点总结
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发布时间：2023-08-15 13:36
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时间：2024-12-04 10:36
纯水大部分以H2O的分子形式存在，但其中也存在极少量的H3O+(简写成H+)和OH-，这种事实表明水是一种极弱的电解质。水的电离平衡也属于化学平衡的一种，有自己的化学平衡常数。水的电离平衡常数是水或稀溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积，一般称作水的离子积常数，记做Kw。Kw只与温度有关，温度一定，则Kw值一定。温度越高，水的电离度越大，水的离子积越大。
对于纯水来说，在任何温度下水仍然显中性，因此c(H+)=c(OH¯)，这是一个容易理解的知识点。当然，这种情况也说明中性和溶液中氢离子的浓度并没有绝对关系，pH=7表明溶液为中性只适合于通常状况的环境。此外，对于非中性溶液，溶液中的氢离子浓度和氢氧根离子浓度并不相等。但是在由水电离产生的氢离子浓度和氢氧根浓度一定相等。
二、其它物质对水电离的影响
水的电离不仅受温度影响，同时也受溶液酸碱性的强弱以及在水中溶解的不同电解质的影响。H+和OH¯共存，只是相对含量不同而已。溶液的酸碱性越强，水的电离程度不一定越大。
无论是强酸、弱酸还是强碱、弱碱溶液，由于酸电离出的H+、碱电离出的OH¯均能使H2OOH¯ + H+平衡向左移动，即抑制了水的电离，故水的电离程度将减小。
盐溶液中水的电离程度：①强酸强碱盐溶液中水的电离程度与纯水的电离程度相同;②NaHSO4溶液与酸溶液相似，能抑制水的电离，故该溶液中水的电离程度比纯水的电离程度小;③强酸弱碱盐、强碱弱酸盐、弱酸弱碱盐都能发生水解反应，将促进水的电离，故使水的电离程度增大。
三、水的电离度的计算
计算水的电离度首先要区分由水电离产生的氢离子和溶液中氢离子的不同，由水电离的氢离子浓度和溶液中的氢离子浓度并不是相等，由于酸也能电离出氢离子，因此在酸溶液中溶液的氢离子浓度大于水电离的氢离子浓度;同时由于氢离子可以和弱酸根结合，因此在某些盐溶液中溶液的氢离子浓度小于水电离的氢离子浓度。只有无外加酸且不存在弱酸根的条件下，溶液中的氢离子才和水电离的氢离子浓度相同。溶液的氢离子浓度和水电离的氢氧根离子浓度也存在相似的关系。
因此计算水的电离度，关键是寻找与溶液中氢离子或氢氧根离子浓度相同的氢离子或氢氧根离子浓度。我们可以得到下面的规律：①在电离显酸性溶液中，c(OH¯)溶液=c(OH¯)水=c(H+)水;②在电离显碱性溶液中，c(H+溶液=c(H+)水=c(OH¯)水;③在水解显酸性的溶液中，c(H+)溶液=c(H+)水=c(OH¯)水;④在水解显碱性的溶液中，c(OH¯)溶液=c(OH¯)水=c(H+)水。
并非所有已知pH值的溶液都能计算出水的电离度，比如CH3COONH4溶液中，水的电离度既不等于溶液的氢离子浓度，也不等于溶液的氢氧根离子浓度，因此在中学阶段大家没有办法计算
四、例题分析
【例题1】常温下，在pH=12的某溶液中，由水电离出的c(OH¯)为：
A.1.0×10﹣7 mol/L
B.1.0×10﹣6 mol/L
C.1.0×10﹣2 mol/L
D.1.0×10﹣12 mol/L
解析：pH=12的溶液为碱性溶液，其中c(H+)=1.0×10¯12mol/L，c(OH¯)总=1.0×10¯2mol/L。但碱性溶液的形成是多方面的。若溶质为碱性，则碱电离出的OH¯抑制了水的电离，溶液中的OH¯来自两个方面，一是碱的电离的(主要部分)，二是水的电离的(少量);但溶液中的H+无疑都是由水电离的，即c(H+)水=c(H+)总 =1.0×10¯12mol/L，而水电离生成的OH¯和H+是等物质的量的，所以c(OH¯)水 = 1.0×10¯12 mol/L。若溶质为强碱弱酸盐，则盐的水解促进水的电离。设弱酸的阴离子为B¯，则水解方程式为Bn﹣+ H2OHB(n﹣1)¯+ OH¯，这时溶液中的OH¯和H+ 都是水电离生成的，但要注意：水电离出的H+并非完全存在于溶液中，而是部分存在于溶液中，部分被弱酸根Bn¯结合了，但溶液中的OH¯确是由水电离生成的，根据水的离子积常数可得c(OH¯)水 =c(OH¯)总 =Kw/c(H+)=1.0×10﹣2 mol/L。因此答案为C或D
【例题2】下列叙述正确的是
A.在醋酸溶液的，pH=a将此溶液稀释1倍后，溶液的pH=b，则a>b
B.在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH4Cl至溶液恰好无色，则此时溶液的pH<7
C.1.0×10﹣3mol/L盐酸的pH=3.0，1.0×10-8 mol/L盐酸的pH=8.0
D.若1 mL pH=1的盐酸与100 mL NaOH溶液混合后，溶液的pH=7.0，则NaOH溶液的pH=11
解析：若是稀醋酸溶液稀释则C(H+)减小，pH增大，b>a，故A错误;B酚酞的变色范围是pH=8.0～10.0(无色→红色)，现在使红色褪去，pH不一定小于7，可能在7～8之间，故B错误;C常温下酸的pH不可能大于7，只能无限的接近7;D正确，直接代入计算可得是正确，也可用更一般的式子：设强酸pH=a，体积为V1;强碱的pH=b，体积为V2，则有10﹣aV1=10﹣(14﹣b)V2 , V1/V2=10a+b-14。现在V1/V2=10﹣2，又知a=1,所以b=11。答案为D
