高中化学——水的电离平衡规律

2017年09月19日 浏览:

水是一种极弱的电解质,在常温下能电离出极少量的H+和OH-,存在着电离平衡。

1、Kw=c(H+)·c(OH-),纯水中c(H+)=c(OH-),纯水总是呈电中性的。

2、不能认为c(H+)或c(OH-)等于10-7mol/L或pH=7的溶液就一定是中性溶液,即不能把pH=7作为判断一切溶液酸、碱性的分界线,而应比较c(H+)和c(OH-)两者的相对大小。溶液呈酸碱性的本质是c(H+)≠c(OH-)。

3、已知水电离产生的c(H+)或c(OH-)并不能最终确定溶液的酸碱性,因为这既可能是酸(或酸性)溶液,也可能是碱(或碱性)溶液。例如,由水电离出的c(H+)=1×10-13mol/L的溶液,其pH等于1或13。

4、水电离平衡的破坏和移动

(1)外加酸、碱可以打破水的电离平衡,促使水的电离平衡逆向移动,导致c(H+)≠c(OH-),水的电离受到抑制。酸溶液的pH表示的c(H+)为溶质酸电离产生的,通过Kw=c(H+)·c(OH-)水可以计算出水电离的c(OH-)水,而c(H+)水=c(OH-)水。碱溶液的pH表示的c(H+)则为水电离出的c(H+)水,因为碱本身不能电离出H+

(2)温度会影响水的电离平衡。水的电离是吸热过程,温度升高,促进水的电离,Kw增大,pH减小,但仍存在c(H+)水=c(OH-)水。在常温时Kw=10-14,100℃时,Kw=10-12

(3)能发生水解的盐可以促进水的电离,从而打破水的电离平衡。只有一种弱酸根阴离子(或弱碱阳离子)水解,则c(H+)≠c(OH-);若所加盐发生双水解,则两种离子的浓度可能相等,也可能不相等。水解呈酸性的盐溶液pH表示的是水电离的c(H+)水(与碱溶液相同),水解呈碱性的盐溶液的pOH{pOH=-lgc(OH-)}表示的是水电离的c(OH-)水(与酸溶液相同)。

5、对于极稀的酸、碱溶液,水的电离则不可忽视

例如:c(H+)=10-8mol/L的盐酸,如果认为pH=8就错了,因为酸溶液的pH在常温时一定是小于7的。这时在计算该溶液的pH时,就必须考虑水电离产生的c(H+)水和c(OH-)水。

例1、25℃时,水的电离达到平衡:H2OH++OH-;△H>0,下列叙述正确的是 ( )

A.向水中加入稀氨水,水的电离平衡逆向移动,c(OH-)降低

B.向水中加入少量固体NaHSO4,c(H+)增大,Kw不变

C.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H+)降低

D.将水加热,Kw增大,pH不变

解析:向水中加入稀氨水时,平衡逆向移动,溶液呈碱性,c(OH-)增大;CH3COONa水解,可使平衡正向移动,溶液呈碱性;将水加热时,水的电离程度变大,pH减小。答案选B。

例2、在一定温度下,测得某中性溶液的pH=6.5,将此温度下pH=11的NaOH溶液aL与pH=1的H2SO4溶液b L混合。

(1)若所得混合溶液为中性,则a:b_______。

(2)若所得混合溶液的pH=2,则a:b_______。.

解析:因中性溶液的pH=6.5<7,说明水的电离受到促进,故温度高于常温。在此条件下,已知碱溶液的pH求c(OH-)时特别容易出错,而已知酸溶液的pH求c(H+)则不受影响。

该中性溶液中,c(H+)=c(OH-)=10-6.5mol/L,Kw=c(H+)·c(OH-)=10-13

(1)所得混合溶液为中性时,n(H+)酸=n(OH-)碱,即10(11-13)a=10-1b,a:b=10:1。

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(2)所得混合溶液的pH=2时,,解得:a:b=9:2

答案:(1)10:1 (2)9:2