专题2 水的电离和溶液的酸碱性
【要点扫描】
1.水的电离平衡及影响因素
2.水的离子积常数
3.溶液pH的概念及测定方法
【知识梳理】
1．水是一种极弱的电解质，能发生极弱的自偶电离
⑴ 常温下纯水的一些数据：c(H＋)＝c(OH－)＝ mol/L、KW＝ ＝ 、 pH＝－lg c(H＋)＝ ；
⑵ 影响水的电离平衡的因素
① 温度：水的电离是 热过程，升高温度能 水的电离，c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ，pH变 ，KW 。但由于c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，不同温度下的水均显 性；
② 酸或碱：在水中加入 或 均抑制水的电离。若保持温度不变，KW 不变，但水电离出的c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ；酸溶液中的c(H＋) 酸电离出的c(H＋)，由水电离出的c(H＋)＝ ；碱溶液中的c(OH－) 碱电离出的c(OH－)，由水电离出的c(OH－)＝ ；
③ 能水解的盐：在水中加入能水解的盐，均 水的电离。若保持温度不变，KW ，但水电离出的c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ；
④ 其它因素：活泼金属。由于活泼金属能置换出水电离出的H＋ ，因而 水的电离。
⑶ 水的离子积只与 有关，不但适用于水，还适用于以水为溶剂的稀溶液。
2．溶液的pH
⑴ 计算方法：pH＝
⑵ 测定方法： ； ；pH计
3．溶液酸碱性的定性判断
⑴ 溶液的酸碱性取决于溶液中 和 的相对大小。常温下，pH＝7的溶液显中性。
⑵ 常温下，pH之和等于14的酸和碱等体积混合或等物质的量浓度的一元酸碱等体积混合后溶液的酸碱性由酸和碱的 决定。
规律小结：
酸、碱： (抑制或促进，下同)水的电离
1.酸碱盐对水的电离平衡的影响 电离后显酸性的： 水的电离。如：HSO4? (只电离）、H2PO4?（电离强于水解）
盐： 电离后水解的： 水的电离
电离后显中性、不水解的：无影响
2.PH适用范围
C(H＋)、 C(OH－)的关系C(H＋)的值PHC(H＋)?C(OH－)
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
判据适用条件无条件的，任何温度、浓度均适用是有条件的，适用温度为常温
【典例精析】
【例1】某温度下纯水中C(H+) = 2×10-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = ___________。
若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = __________。
【例2】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的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
【例3】某溶液中由水电离出来的C(OH?)=10-12mol/L，则该溶液中的溶质不可能是（ ）
A、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、H2SO4
【例4】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)>C(OH?)的操作是 （ ）
（1）将水加热煮沸 （2）向水中投入一小块金属钠（3）向水中通CO2 （4）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体（6）向水中加入NaHCO3固体（7）向水中加NaHSO4固体
A、（1）（3）（6）（7） B、（1）（3）（6） C、（5）（7） D、（5）
【例5】下列有关pH变化的判断中，正确的是 （ ）
A．随温度的升高，碳酸钠溶液的pH减小B．随温度的升高，纯水的pH增大
C．新制氯水经光照一段时间后，pH减小 D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH增大
【例6】、下列溶液，一定呈中性的是 （ ）
A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液
B.[H+]=1×10-7mol?L-1的溶液
C.pH=14-pOH 的溶液
D.pH=pOH 的溶液
【例7】在pH等于1的酸溶液和pH等于13的氢氧化钠溶液中，分别加入过量的铝粉，酸溶液放出的氢气多。其可能的原因是 （ ）
A．两溶液体积相同，酸是多元强酸
B.两溶液体积相同，酸是弱酸
C.酸是强酸，且酸溶液的浓度是碱溶液浓度的3倍以上
D．酸是强酸，且酸溶液的体积是碱溶液体积的3倍以上
【例8】（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3 NH4++NH2-
据此判断以下叙述中错误的是（ ）
A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒
B．一定温度下液氨中C(NH4+)?C(NH2-)是一个常数
C．液氨的电离达到平衡时C(NH3) = C(NH4+) = C(NH2-)
D．只要不加入其他物质，液氨中C(NH4+) = C(NH2-)
（2）完成下列反应方程式
①在液氨中投入一小块金属钠，放出气体????????????????????????????
②NaNH2溶于水的反应??????????????????????????????????
③类似于“H++OH?=H2O”的反应????????????????????????????
【反馈练习】
1．（98全国）用水稀释0.l mol?L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是
A．c(OH－) / c(NH3?H2O) B．c(NH3?H2O)/ c(OH－)
C．c(H+) 和c(OH－)的乘积 D．OH－的物质的量
2．（07全国Ⅱ理综）0.1mol/LNaHCO3的溶液的pH最接近于（ ）
A．5.6 B．7.0 C．8.4 D．13.0
3．（07北京理综）在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol?L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）
① K＋、Cl－、NO3－、S2－ ② K＋、Fe2＋、I－、SO42－ ③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－
④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－ ⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－
A．①③B．③⑤C．③④D．②⑤
4．（07天津理综）25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋ + OH－ ；ΔH > 0 ，下列叙述正确的是 （ ）
A．向水中加人稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，Kw不变
C．向水中加人少量固体CH3COONa ，平衡逆向移动，c（H＋）降低
D．将水加热，Kw增大，pH不变
5．（06全国）将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是 （ ）
A．水的离子积变大、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
6．（00全国）室温下，在pH＝12的某溶液中，由水电离的c(OH－)为（ ）
A．1.0×10－7 mol?Ｌ－1 B．1.0×10－6 mol?Ｌ－1
C．1.0×10－2 mol?Ｌ－1 D．1.0×10－12 mol?Ｌ－1
7．（00上海）水的电离过程为H2O H＋+OH－，在不同温度下水的离子积常数为：K(25℃)＝1.0×10－14，K(35℃)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是（ ）
A．c(H+)随着温度的升高而降低 B．在35℃时，c(H+)＞c(OH－)
C．水的电离程度（25℃）＞（35℃） D．水的电离是吸热的
8．（04上海）常温时，向pH＝2的硫酸中加入等体积的下列溶液后，滴入甲基橙试液，出现红色，该溶液可能是 （ ）
A．pH＝12的Ba(OH)2 B．pH＝12的氨水
C．0.005mol/L NaOH D．0.05mol/LBaCl2
9．（02全国）室温下，0.01 mol?L－1的某一元弱酸溶液 c (OH－)＝1×10－10 mol?L－1，则它的pH为 （ ）
A．2 B．3 C．4 D．10
10．（02全国）有人曾建议用AG表示溶液的酸度（acidity grade），AG的定义为AG＝lg（c(H+)/ c (OH－)）。下列表述正确的是 （ ）
A．在25℃时，若溶液呈中性，则pH＝7，AG＝1
B．在25℃时，若溶液呈酸性，则pH＜7，AG＜0
C．在25℃时，若溶液呈碱性，则pH＞7，AG＞0
D．在25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG＝2(7－pH)
11．（02上海）在相同温度时100mL 0.01mol/L的醋酸溶液与10mL 0.1mol/L的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是
A．中和时所需NaOH的量 B．电离程度
C．H＋的物质的量 D．CH3COOH的物质的量
12．（01广东）将0.1mol?L－1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起
A．溶液的pH增加 B．促进CH3COOH的电离
C．溶液的导电能力减弱 D．溶液中c(OH－)减少
13．（01全国）在含有酚酞的0.1 mol/L氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色
A．变蓝色 B．变深 C．变浅 D．不变
【要点扫描】
1.水的电离平衡及影响因素
2.水的离子积常数
3.溶液pH的概念及测定方法
【知识梳理】
1．水是一种极弱的电解质，能发生极弱的自偶电离
⑴ 常温下纯水的一些数据：c(H＋)＝c(OH－)＝ mol/L、KW＝ ＝ 、 pH＝－lg c(H＋)＝ ；
⑵ 影响水的电离平衡的因素
① 温度：水的电离是 热过程，升高温度能 水的电离，c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ，pH变 ，KW 。但由于c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，不同温度下的水均显 性；
② 酸或碱：在水中加入 或 均抑制水的电离。若保持温度不变，KW 不变，但水电离出的c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ；酸溶液中的c(H＋) 酸电离出的c(H＋)，由水电离出的c(H＋)＝ ；碱溶液中的c(OH－) 碱电离出的c(OH－)，由水电离出的c(OH－)＝ ；
③ 能水解的盐：在水中加入能水解的盐，均 水的电离。若保持温度不变，KW ，但水电离出的c(H＋)和c(OH－)同等幅度 ；
④ 其它因素：活泼金属。由于活泼金属能置换出水电离出的H＋ ，因而 水的电离。
⑶ 水的离子积只与 有关，不但适用于水，还适用于以水为溶剂的稀溶液。
2．溶液的pH
⑴ 计算方法：pH＝
⑵ 测定方法： ； ；pH计
3．溶液酸碱性的定性判断
⑴ 溶液的酸碱性取决于溶液中 和 的相对大小。常温下，pH＝7的溶液显中性。
⑵ 常温下，pH之和等于14的酸和碱等体积混合或等物质的量浓度的一元酸碱等体积混合后溶液的酸碱性由酸和碱的 决定。
规律小结：
酸、碱： (抑制或促进，下同)水的电离
1.酸碱盐对水的电离平衡的影响 电离后显酸性的： 水的电离。如：HSO4? (只电离）、H2PO4?（电离强于水解）
盐： 电离后水解的： 水的电离
电离后显中性、不水解的：无影响
2.PH适用范围
C(H＋)、 C(OH－)的关系C(H＋)的值PHC(H＋)?C(OH－)
中性溶液
酸性溶液
碱性溶液
判据适用条件无条件的，任何温度、浓度均适用是有条件的，适用温度为常温
【典例精析】
【例1】某温度下纯水中C(H+) = 2×10-7 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = ___________。
若温度不变，滴入稀盐酸使C(H+) = 5×10-6 mol/L，则此时溶液中的C(OH-) = __________。
【例2】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的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
【例3】某溶液中由水电离出来的C(OH?)=10-12mol/L，则该溶液中的溶质不可能是（ ）
A、HCl B、NaOH C、NH4Cl D、H2SO4
【例4】能促进水的电离，并使溶液中C(H+)>C(OH?)的操作是 （ ）
（1）将水加热煮沸 （2）向水中投入一小块金属钠（3）向水中通CO2 （4）向水中通NH3 （5）向水中加入明矾晶体（6）向水中加入NaHCO3固体（7）向水中加NaHSO4固体
A、（1）（3）（6）（7） B、（1）（3）（6） C、（5）（7） D、（5）
【例5】下列有关pH变化的判断中，正确的是 （ ）
A．随温度的升高，碳酸钠溶液的pH减小B．随温度的升高，纯水的pH增大
C．新制氯水经光照一段时间后，pH减小 D．氢氧化钠溶液久置于空气中，pH增大
【例6】、下列溶液，一定呈中性的是 （ ）
A.由等体积、等物质的量浓度的一元酸跟氢氧化钠溶液混合后所形成的溶液
B.[H+]=1×10-7mol?L-1的溶液
C.pH=14-pOH 的溶液
D.pH=pOH 的溶液
【例7】在pH等于1的酸溶液和pH等于13的氢氧化钠溶液中，分别加入过量的铝粉，酸溶液放出的氢气多。其可能的原因是 （ ）
A．两溶液体积相同，酸是多元强酸
B.两溶液体积相同，酸是弱酸
C.酸是强酸，且酸溶液的浓度是碱溶液浓度的3倍以上
D．酸是强酸，且酸溶液的体积是碱溶液体积的3倍以上
【例8】（1）与纯水的电离相似，液氨中也存在着微弱的电离：2NH3 NH4++NH2-
据此判断以下叙述中错误的是（ ）
A．液氨中含有NH3、NH4+、NH2-等微粒
B．一定温度下液氨中C(NH4+)?C(NH2-)是一个常数
C．液氨的电离达到平衡时C(NH3) = C(NH4+) = C(NH2-)
D．只要不加入其他物质，液氨中C(NH4+) = C(NH2-)
（2）完成下列反应方程式
①在液氨中投入一小块金属钠，放出气体????????????????????????????
②NaNH2溶于水的反应??????????????????????????????????
③类似于“H++OH?=H2O”的反应????????????????????????????
【反馈练习】
1．（98全国）用水稀释0.l mol?L－1氨水时，溶液中随着水量的增加而减小的是
A．c(OH－) / c(NH3?H2O) B．c(NH3?H2O)/ c(OH－)
C．c(H+) 和c(OH－)的乘积 D．OH－的物质的量
2．（07全国Ⅱ理综）0.1mol/LNaHCO3的溶液的pH最接近于（ ）
A．5.6 B．7.0 C．8.4 D．13.0
3．（07北京理综）在由水电离产生的H＋浓度为1×10－13mol?L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是（ ）
① K＋、Cl－、NO3－、S2－ ② K＋、Fe2＋、I－、SO42－ ③ Na＋、Cl－、NO3－、SO42－
④Na＋、Ca2＋、Cl－、HCO3－ ⑤ K＋、Ba2＋、Cl－、NO3－
A．①③B．③⑤C．③④D．②⑤
4．（07天津理综）25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋ + OH－ ；ΔH > 0 ，下列叙述正确的是 （ ）
A．向水中加人稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低
B．向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，Kw不变
C．向水中加人少量固体CH3COONa ，平衡逆向移动，c（H＋）降低
D．将水加热，Kw增大，pH不变
5．（06全国）将纯水加热至较高温度，下列叙述正确的是 （ ）
A．水的离子积变大、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
6．（00全国）室温下，在pH＝12的某溶液中，由水电离的c(OH－)为（ ）
A．1.0×10－7 mol?Ｌ－1 B．1.0×10－6 mol?Ｌ－1
C．1.0×10－2 mol?Ｌ－1 D．1.0×10－12 mol?Ｌ－1
7．（00上海）水的电离过程为H2O H＋+OH－，在不同温度下水的离子积常数为：K(25℃)＝1.0×10－14，K(35℃)＝2.1×10－14。则下列叙述正确的是（ ）
A．c(H+)随着温度的升高而降低 B．在35℃时，c(H+)＞c(OH－)
C．水的电离程度（25℃）＞（35℃） D．水的电离是吸热的
8．（04上海）常温时，向pH＝2的硫酸中加入等体积的下列溶液后，滴入甲基橙试液，出现红色，该溶液可能是 （ ）
A．pH＝12的Ba(OH)2 B．pH＝12的氨水
C．0.005mol/L NaOH D．0.05mol/LBaCl2
9．（02全国）室温下，0.01 mol?L－1的某一元弱酸溶液 c (OH－)＝1×10－10 mol?L－1，则它的pH为 （ ）
A．2 B．3 C．4 D．10
10．（02全国）有人曾建议用AG表示溶液的酸度（acidity grade），AG的定义为AG＝lg（c(H+)/ c (OH－)）。下列表述正确的是 （ ）
A．在25℃时，若溶液呈中性，则pH＝7，AG＝1
B．在25℃时，若溶液呈酸性，则pH＜7，AG＜0
C．在25℃时，若溶液呈碱性，则pH＞7，AG＞0
D．在25℃时，溶液的pH与AG的换算公式为AG＝2(7－pH)
11．（02上海）在相同温度时100mL 0.01mol/L的醋酸溶液与10mL 0.1mol/L的醋酸溶液相比较，下列数值前者大于后者的是
A．中和时所需NaOH的量 B．电离程度
C．H＋的物质的量 D．CH3COOH的物质的量
12．（01广东）将0.1mol?L－1CH3COOH溶液加水稀释或加入少量CH3COONa晶体时，都会引起
A．溶液的pH增加 B．促进CH3COOH的电离
C．溶液的导电能力减弱 D．溶液中c(OH－)减少
13．（01全国）在含有酚酞的0.1 mol/L氨水中加入少量的NH4Cl晶体，则溶液颜色
A．变蓝色 B．变深 C．变浅 D．不变
