1、第3课时常见的弱电解质目标要求1.理解水的离子积常数。2.掌握酸碱对水的电离平衡的影响。一、水的电离平衡水是一种极弱的电解质,它能发生微弱的电离。H2OH2OH3OOHH0或2H2OH3OOHH0,通常简写为H2OHOHH0。二、水的离子积对于纯水来说,在25时,1 L纯水中只有1107 mol H2O电离,根据水的电离方程式,我们可以知道,在纯水中c(H)1107 molL1,c(OH)1107 molL1,所以,在25时,c(H)c(OH)11014mol2L2,通常把c(H)与c(OH)的乘积用KW表示,叫做水的离子积常数,简称水的离子积。根据实验验证,在温度一定时,KW是一个常数。升温
2、,KW增大(填“增大”、“减小”或“不变”),如100:c(H)1106 molL1,KW11012mol2L2,pH6,此时溶液呈中性(填“中性”、“酸性”或“碱性”)。降温,KW将减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。三、影响水的电离平衡的因素1酸、碱在纯水中加入酸或碱,均使水的电离平衡左移,此时若温度不变,KW不变,c(H)发生改变,pH也随之改变;若向水中加入酸,则c(H)增大,c(OH)变小,pH变小。2温度由于水电离过程吸热,若升高温度将促进水的电离,故平衡右移,c(H)、c(OH)同时增大,pH变小。但由于c(H)与c(OH)始终保持相等,故溶液仍显中性。3易水解的盐在纯水中加
3、入能水解的盐,不管水解后溶液显什么性,均促进水的电离,但只要温度不变,KW就不变。4其他因素如向水中加入活泼金属,由于与水电离出的H直接作用,因而促进水的电离平衡向电离的方向移动。知识点一水的电离1在某温度时,测得纯水中的c(H)2.0107 molL1,则c(OH)为()A2.0107 molL1B0.1107 molL1C1.01014/2.0107 molL1D无法确定答案A解析根据水的电离方程式H2OHOH可知,无论在何种条件下的纯水中,水电离出的c(H)c(OH)。而该温度下的纯水中c(H)2.0107 molL11.0107 molL1,则所处温度高于25,但水电离的c(H)c(O
4、H)2.0107 molL1,故答案为A。2能影响水的电离平衡,并使溶液中的c(H)c(OH)的措施是()A向纯水中投入一小块金属钠B将水加热煮沸C向水中通入SO2D向水中加入NaCl答案C解析A项,水与Na反应,使溶液中的c(H)c(OH);D项对水的电离平衡没影响。3下列粒子能影响水的电离平衡,且能使水的电离平衡向右移动的是()ACH3COOH BHCNH D.答案C解析A项,CH3COOH电离出H,使水的电离平衡左移;B项,OH能使水的电离平衡左移;C项,NH会水解,使水的电离平衡右移;D项,Cl不影响水的电离平衡。知识点二水的离子积常数4将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是()A水的
5、离子积变大,pH变小,呈酸性B水的离子积不变,pH不变,呈中性C水的离子积变小,pH变大,呈碱性D水的离子积变大,pH变小,呈中性答案D解析水的电离过程为吸热过程,升高温度使电离平衡向正反应方向移动,c(H)和c(OH)均增大,KW增大,pH减小,纯水中c(H)c(OH),呈中性。5下列关于水的离子积常数的叙述中,正确的是()A因为水的离子积常数的表达式是KWc(H)c(OH),所以KW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是同一物理量C水的离子积常数仅仅是温度的函数,随温度的变化而变化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
6、答案C解析水的离子积常数KWKc(H2O),一定温度下K和c(H2O)都是不变的常数,所以KW仅仅是温度的函数,水的离子积常数的表达式是KWc(H)c(OH),但是只要温度一定,KW就是不变的常数,溶液中c(H)变大,c(OH)则变小,反之亦然。6某温度下,纯水的c(H)2.0107 molL1,则此时c(OH)为_,KW_,温度不变,向水中滴入稀盐酸,使c(H)5.0105 molL1,则c(OH)为_。答案2.0107 molL14.01014mol2L2801010 molL1解析纯水中水电离的c(H)c(OH),所以c(OH)2.0107 molL1,KWc(H)c(OH)(2.010
7、7)2 mol2L24.01014mol2L2; 若向水中加入盐酸,则c(OH)molL18.01010 molL1。练基础落实1关于水的离子积常数,下列说法不正确的是()A100水中,c(H)c(OH)11014 mol2L2B纯水中,25时,c(H)c(OH)11014 mol2L2C25时,任何以水为溶剂的稀溶液中c(H)c(OH)11014 mol2L2DKW值随温度升高而增大答案A解析KW只与温度有关,升高温度,KW增大,25时,纯水和任何物质的水溶液中KWc(H)c(OH)11014 mol2L2。2在氢硫酸中,c(H)和c(S2)的比值是()A4 B2C大于2 D在12之间答案C
8、解析弱电解质的电离为部分电离,电离程度一般很小,氢硫酸是二元弱酸;分两步电离:H2SHHS,HSHS2;二级电离更弱,以第一级电离为主。虽然由HS电离产生的H与S2浓度相同,但一级电离产生H却没有产生S2,故c(H)/c(S2)2。3常温下,某溶液中由水电离的c(H)11013 molL1,该溶液可能是()二氧化硫水溶液氯化铵水溶液硝酸钠水溶液氢氧化钠水溶液A B C D答案A解析由水电离的c(H)11013 molL11107 molL1,即该溶液中的溶质抑制了水的电离,因此要么加碱抑制,要么加酸抑制,故正确。4在相同温度下,0.01 molL1 NaOH溶液和0.01 molL1的盐酸相比
9、,下列说法正确的是()A由水电离出的c(H)相等B由水电离出的c(H)都是1.01012 molL1C由水电离出的c(OH)都是0.01 molL1D两者都促进了水的电离答案A解析若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25),则在0.01 molL1的NaOH溶液中,由水电离的c(H) molL1。在0.01 molL1的HCl溶液中,由水电离出的c(H)c(OH)水电离 molL1。5关于水的离子积常数KW与水的电离平衡常数Kc的叙述中,正确的是()AKW和Kc都随温度的升高而减小BKW和Kc数值不同,但单位相同CKW和Kc数值相同,但单位不同DKW和Kc数值和单位都不同答案D解析由于
10、水的电离是吸热的,所以升高温度,向电离程度增大的方向移动,H和OH浓度增大,故电离平衡常数Kc增大。而KWc(H)c(OH)也增大;KW的单位为mol2L2,Kc的单位为molL1,所以二者的单位不同;而KWKcc(H2O),所以二者的数值也不同。6室温时,某溶液中由水电离生成的H和OH物质的量浓度的乘积为11024,则在该溶液中一定不能大量共存的离子组是()AAl3、Na、NO、ClBK、Na、Cl、COCNH、Na、Cl、SODNH、K、SiO、NO答案D练方法技巧725 时,水的电离达到平衡:H2OHOHH0,下列叙述正确的是()A向水中加入稀氨水,平衡逆向移动,c(OH)降低B向水中加
11、入少量固体硫酸氢钠,c(H)增大,KW不变C向水中加入少量CH3COOH,平衡逆向移动,c(H)降低D将水加热,KW增大,pH不变答案B解析本题考查外界条件对水的电离平衡的影响。解答时要先分析清楚水的电离平衡的移动方向,然后再讨论c(H)、c(OH)或KW的变化。向水中加入稀氨水,c(OH)增大,平衡逆向移动,c(H)减小,A项不正确;向水中加入少量固体NaHSO4:NaHSO4=NaHSO,c(H)增大,但KW不变,B项正确;向水中加入少量CH3COOH后,使水的电离平衡逆向移动,c(OH)减小,c(H)增大,C项不正确;将水加热,水的电离平衡正向移动,c(H)、c(OH)均增大,KW增大,
12、pH减小,但仍呈中性,D项不正确。8常温下,下列四种溶液:pH0的盐酸,0.1 molL1的盐酸,0.01 molL1的NaOH溶液,pH11的NaOH溶液中,由水电离生成的H的物质的量浓度之比为()A1101001 000 B011211C14131211 D141321答案A解析在盐酸中,由水电离产生的c(H)等于溶液中的c(OH):c(H)水c(OH)11014 molL1c(H)水c(OH)11013 molL1;在NaOH溶液中,由水电离产生的c(H)等于溶液中的c(H):c(H)11012 molL1c(H)11011 molL1。因此,四种溶液中由水电离出的H的浓度的比为1014
13、10131012 1011 1101001 000。 练综合拓展9已知室温时,0.1 molL1某一元酸HA在水中有0.1%发生电离,回答下列各问题:(1)该溶液的pH_;(2)HA的电离平衡常数K_;(3)升高温度时,K_(填“增大”,“减小”或“不变”),pH_(填“增大”,“减小”或“不变”);(4)由HA电离出的c(H)约为水电离出的c(H)的_倍。答案(1)4(2)1107(3)增大减小(4)106解析(1)HA电离出的c(H)0.10.1% molL11104 molL1,pHlg11044;(2)电离平衡常数KmolL11107molL1;(3)因HAHA,电离过程是吸热的,所以
14、升高温度c(H)、c(A)均增大,则K增大,而pH减小;(4)c(H)HA1104 molL1。c(H)水c(OH)molL111010 molL1,所以c(H)HAc(H)水(1104)(11010)106。10某二元弱酸(简写为H2A)溶液,按下式发生一级和二级电离:H2AHHA,HAHA2。已知相同浓度时的电离程度a(H2A)a(HA),设有下列四种溶液:A0.01 molL1的H2A溶液B0.01 molL1的NaHA溶液C将0.02 molL1的HCl与0.04 molL1的NaHA溶液等体积混合所得的混合溶液D将0.02 molL1的NaOH与0.02 molL1的NaHA溶液等体
15、积混合所得的混合溶液据此,填写下列空白(填代号):(1)c(H)最大的是_,最小的是_。(2)c(H2A)最大的是_,最小的是_。(3)c(A2)最大的是_,最小的是_。答案(1)AD(2)CD(3)DA解析反应后的C溶液为0.01 molL1 H2A、0.01 molL1 NaHA和0.01 molL1 NaCl的混合溶液。因有HA的存在抑制了H2A的第一步电离,所以其c(H)小于A溶液中的c(H),c(H2A)大于A溶液中的c(H2A)。反应后的D溶液为0.01 molL1的Na2A溶液,所以其c(A2)最大,但因其水解呈碱性,且A2的水解程度大于HA的,所以其c(H)最小。11实验表明,
16、液态时,纯硫酸的电离能力强于纯硝酸,纯硫酸的导电性也显著强于纯水。又知液态纯酸都像水那样进行自身电离(H2OH2OH3OOH)而建立平衡,且在一定温度下都有各自的离子积常数。据此回答:(1)纯硫酸在液态时自身电离的方程式是_。(2)25 时,液态纯硫酸的离子积常数K(H2SO4)_11014mol2L2(填“”、“”或“”)。(3)在纯硫酸与纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是_,这是因为混合酸中不仅存在硫酸和硝酸各自电离的两个电离平衡,而且还因硫酸的酸度大于硝酸,又在无水条件下,混合酸中必然发生_(写离子方程式)反应。答案(1)2H2SO4H3SOHSO(2)(3)HSOHNO=HNO3
17、解析根据实验表明,液态时,纯硫酸的电离能力强于纯硝酸,纯硫酸的导电性也显著强于纯水。已知液态纯酸都能像水那样进行自身电离(H2OH2OH3OOH)而建立平衡,且在一定温度下都有各自的离子积常数,这些信息告诉我们纯硫酸存在着电离平衡,且电离程度强于纯硝酸和纯水,仿照纯水的电离方式,可以推知纯硫酸的电离方程式为 2H2SO4H3SOHSO。在25时,液态纯H2SO4的离子积常数K(H2SO4)比11014mol2L2大。由于在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中2H2SO4H3SOHSO为主要的电离方式,而纯硝酸电离受到纯硫酸电离出的H的抑制,因此,在纯硫酸和纯硝酸的液态混合酸中,存在的阴离子主要是HSO。同时,无水条件下,混合酸中必然发生HNO=HNO3的反应。