考点1 水的电离 水的离子积-讲义-2022~2023学年高二化学（人教版2019选择性必修1）（Word含解析）

考点1 水的电离 水的离子积
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1．水的电离
(1)水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2O?H3O＋＋OH－或简写为H2O?H＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。
2．水的离子积常数(Kw)
(1)含义：因为水的浓度可看作常数，所以水中的c(H＋)·c(OH－)可看作常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。
(2)表达式与数值：表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)，常温时，Kw＝1.0×10－14。
(3)影响因素：Kw只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，Kw增大。
【点拨】对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定都是水电离出来的。
理解Kw应注意的几个问题
(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。
(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100 ℃，Kw＝5.45×10－13。但是在室温下，Kw为1.0×10－14。
(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。
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3．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋)
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小
NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大
NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大
加热 正 增大 增大 增大 增大
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1．水的电离平衡常数与水的离子积相等(　　)
2．25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw(　　)
3．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同(　　)
4．温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变(　　)
5．室温下，0.1 mol·L－1的HCl溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相等(　　)
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1．室温下，计算下列溶液中水电离出的。
(1)0.01 mol·L－1的盐酸中，＝___________________________________。
(2)pH＝4的亚硫酸溶液中， ＝___________________________________。
(3)pH＝10的KOH溶液中，＝___________________________________。
(4)pH＝4的NH4Cl溶液中，＝__________________________________。
(5)pH＝10的CH3COONa溶液中，＝______________________________。
2．常温时，纯水中由水电离出的c(H＋)＝a mol·L－1，pH＝1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝b mol·L－1，0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合后，由水电离出的c(H＋)＝c mol·L－1，则a、b、c的关系正确的是(　　)
A．a>b＝c B．c>a>b C．c>b>a D．b>c>a
3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)
A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109
一、 电离常数
溶液中或的计算及应用(以室温为例)
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即＝＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即＝＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式根以电离为主：＝＝c(OH－)。
酸式根以水解为主：＝＝c(OH－)。
二、水的电离曲线
4．水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。
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(1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系：___________________。
(2)在水中加少量酸，可实现A点向____________点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈现__________性。
(4)若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，＝________ mol·L－1。
5．(2022·厦门模拟)25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是(　　)
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A．ac曲线上的任意一点都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14
B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7
D．c点溶液不可能是盐溶液
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，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。
6．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A．4 ℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小
7．在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比较，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1.0×10－12 mol·L－1
C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1
D．两者都促进了水的电离
8．（2021春 瑶海区月考）25℃时，在等体积的 ①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，则由水电离产生的H+浓度之比是（　　）
A．1：10：1010：109 B．1：5：5×109：5×108
C．1：20：1010：109 D．1：10：104：109考点1 水的电离 水的离子积
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1．水的电离
(1)水是极弱的电解质，水的电离方程式为H2O＋H2O??H3O＋＋OH－或简写为H2O??H＋＋OH－。
(2)25 ℃时，纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7_mol·L－1；任何水溶液中，由水电离出的c(H＋)与c(OH－)都相等。
2．水的离子积常数(Kw)
(1)含义：因为水的浓度可看作常数，所以水中的c(H＋)·c(OH－)可看作常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积，用Kw表示。
(2)表达式与数值：表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)，常温时，Kw＝1.0×10－14。
(3)影响因素：Kw只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，Kw增大。
【点拨】对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓度，不一定都是水电离出来的。
理解Kw应注意的几个问题
(1)Kw揭示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡，H＋和OH－共存，只是相对含量不同而已。
(2)Kw只与温度有关。因为水的电离是吸热过程，所以温度升高，有利于水的电离，Kw增大，如100 ℃，Kw＝5.45×10－13。但是在室温下，Kw为1.0×10－14。
(3)Kw不仅适用于纯水，还适用于酸、碱的稀溶液，且由水电离的c水(H＋)＝c水(OH－)。此时，水溶液中水的离子积常数不变。
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3．填写外界条件对水的电离平衡的具体影响
改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋)
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小
Na2CO3 正 不变 增大 增大 减小
NH4Cl 正 不变 增大 减小 增大
NaHSO4 逆 不变 减小 减小 增大
加热 正 增大 增大 增大 增大
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1．水的电离平衡常数与水的离子积相等(　　)
2．25 ℃时CH3COONa溶液的Kw大于100 ℃时NaOH溶液的Kw(　　)
3．NaCl溶液和CH3COONH4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同(　　)
4．温度一定时，在纯水中通入少量SO2，水的电离平衡不移动，Kw不变(　　)
5．室温下，0.1 mol·L－1的HCl溶液与0.1 mol·L－1的NaOH溶液中水的电离程度相等(　　)
答案　1.×　2.×　3.×　4.×　5.√
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1．室温下，计算下列溶液中水电离出的。
(1)0.01 mol·L－1的盐酸中，＝___________________________________。
(2)pH＝4的亚硫酸溶液中， ＝___________________________________。
(3)pH＝10的KOH溶液中，＝___________________________________。
(4)pH＝4的NH4Cl溶液中，＝__________________________________。
(5)pH＝10的CH3COONa溶液中，＝______________________________。
答案　(1)1×10－12 mol·L－1　(2)1×10－10 mol·L－1　(3)1×10－10 mol·L－1　(4)1×10－4 mol·L－1(5)1×10－4 mol·L－1
2．常温时，纯水中由水电离出的c(H＋)＝a mol·L－1，pH＝1的盐酸中由水电离出的c(H＋)＝b mol·L－1，0.1 mol·L－1的盐酸与0.1 mol·L－1的氨水等体积混合后，由水电离出的c(H＋)＝c mol·L－1，则a、b、c的关系正确的是(　　)
A．a>b＝c B．c>a>b C．c>b>a D．b>c>a
答案　B
解析　盐酸抑制水的电离，所以ba，故B正确。
3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)
A．1∶10∶1010∶109 B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C．1∶20∶1010∶109 D．1∶10∶104∶109
答案　A
解析　H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时，pH＝0的H2SO4溶液中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝ mol·L－1＝10－14 mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝ mol·L－1＝10－13 mol·L－1；pH＝10的Na2S溶液中：
c(H2O)电离＝c(OH－)＝10－4 mol·L－1；pH＝5的NH4NO3的溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝10－5mol·L－1。它们的物质的量之比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A正确。
溶液中或的计算及应用(以室温为例)
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c(OH－)，即＝＝c(OH－)，碱溶液中求c(H＋)，即＝＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故等于显性离子的浓度。
(3)酸式盐溶液
酸式根以电离为主：＝＝c(OH－)。
酸式根以水解为主：＝＝c(OH－)。
二、水的电离曲线
4．水的电离平衡曲线如图所示，回答下列问题。
INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\8-29.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\word\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\苏德亭\\e\\苏德亭\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 京津辽(新教材)\\2023版 大一轮 化学 人教版 新教材（辽鄂京津粤渝苏）\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\我的文档\\高中化学\\高中化学资料\\高中化学 考点专题\\化学一轮\\2023年高考化学一轮复习讲义（新高考）\\8-29.TIF" \* MERGEFORMATINET
(1)图中A、B、C、D、E五点Kw间的关系：___________________。
(2)在水中加少量酸，可实现A点向____________点移动。
(3)ABE形成的区域中的点都呈现__________性。
(4)若在B点温度下，pH＝2的硫酸溶液中，＝________ mol·L－1。
答案　(1)B＞C＞A＝E＝D　 (2)D　 (3)碱 (4)1×10－10
5．(2022·厦门模拟)25 ℃时，水溶液中c(H＋)与c(OH－)的变化关系如图所示，下列判断错误的是(　　)
INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\8-31.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\word\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\周飞燕\\2022\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\word\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "E:\\马珊珊\\2022\\看\\一轮\\化学\\化学 人教 新教材\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "\\\\苏德亭\\e\\苏德亭\\苏德亭2022\\大一轮\\化学 京津辽(新教材)\\2023版 大一轮 化学 人教版 新教材（辽鄂京津粤渝苏）\\全书完整的Word版文档\\第八章\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET INCLUDEPICTURE "D:\\我的文档\\高中化学\\高中化学资料\\高中化学 考点专题\\化学一轮\\2023年高考化学一轮复习讲义（新高考）\\8-31.TIF" \* MERGEFORMATINET
A．ac曲线上的任意一点都有c(H＋)·c(OH－)＝10－14
B．bd线段上任意一点对应的溶液都呈中性
C．d点对应溶液的温度高于25 ℃，pH＜7
D．c点溶液不可能是盐溶液
答案　D
解析　ac曲线上的任意一点，由于温度相同，所以水的离子积常数相同，根据b点可知，
c(H＋)·c(OH－)＝10－14，A项正确；bd线段上任意一点都满足c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确；d点时，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1＞1×10－7 mol·L－1，溶液的pH＝6，水的电离为吸热反应，所以d点温度高于25 ℃，C项正确；在c点c(H＋)＝1×10－8 mol·L－1，c(OH－)＝1×10－6 mol·L－1，溶液显碱性，而醋酸钠溶液显碱性，所以c点可能为醋酸钠溶液，D项错误。
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，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。
6．水是最宝贵的资源之一。下列表述正确的是( )
A．4 ℃时，纯水的pH＝7
B．温度升高，纯水中的c(H＋)增大，c(OH－)减小
C．水的电离程度很小，纯水中主要存在形态是水分子
D．向水中加入酸或碱，都可抑制水的电离，使水的离子积减小
【答案】C
【解析】25 ℃时，纯水的pH＝7,4 ℃时，纯水的电离程度减小，pH稍大于7，A错误；温度升高，水的电离平衡向右移动，c(H＋)与c(OH－)均增大，B错误；水是一种极弱的电解质，电离程度很小，25 ℃时，纯水电离出的H＋浓度只有1.0×10－7 mol·L－1，纯水中主要存在形态是水分子，C正确；水的离子积不受溶液酸碱性的影响，D错误。
7．在相同温度下，0.01 mol·L－1的NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比较，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1.0×10－12 mol·L－1
C．由水电离出的c(OH－)都是0.01 mol·L－1
D．两者都促进了水的电离
【答案】A
【解析】A项，二者c(H＋)、c(OH－)相同，对水电离抑制程度相同；B、C项，没有告诉温度，Kw不知，无法求水电离出的c(H＋)H2O、c(OH－)H2O；D项，二者均抑制水电离。
8．（2021春 瑶海区月考）25℃时，在等体积的 ①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，则由水电离产生的H+浓度之比是（　　）
A．1：10：1010：109 B．1：5：5×109：5×108
C．1：20：1010：109 D．1：10：104：109
【解答】解：25℃时，①pH＝0的H2SO4溶液中c（H+）＝100mol/L＝1mol/L，水电离出的c（H+）mol/L＝10﹣14 mol/L；
②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液中c（OH﹣）＝2c[Ba（OH）2]＝2×0.05mol/L＝0.1mol/L，水电离出的c（H+）mol/L＝10﹣13mol/L；
③pH＝10的Na2S溶液中水电离出的c（H+）mol/L＝10﹣4 mol/L；
④pH＝5的NH4NO3溶液中水电离出的c（H+）＝10﹣5 mol/L，
则在等体积的 ①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05mol/L的Ba（OH）2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，则由水电离产生的H+浓度之比＝10﹣14 mol/L：10﹣13 mol/L：10﹣4 mol/L：10﹣5 mol/L＝1：10：1010：109，
故选：A。