張小倩
水的電離貫穿在電解質溶液全章,以其新變化、新特點、高質量進行考查學生學習能力,在學習中必須牢固掌握概念、仔細剖析、做到字斟句酌,抓住問題的本質,在對問題全面深刻的分析中找到解決問題的方法.水的電離近年來一直是高考的重點和難點問題,以下根據題型分析.
一、水的電離度
例1常溫下,水的電離度是( )
A. 1.8×10-3 %B.1.5×10-4%
C.1.7×10-6%D.1.8×10-7%
解析在常溫下,KW=10-14,c(H+)=
c(OH-)=1.0×10-7 mol/L.得到c(H+), 又可得1 L H2O的物質的量,就不難得到水的電離度.
二、比較不同物質的溶液中水的電離度大小
例2室溫下,等物質的量濃度的以下溶液中:(1)NH4Cl;(2)NaCl;(3)KNO3;(4)NaOH,以水的電離度排列的正確順序為
A.(1)>(4)>(2)=(3)
B.(4)>(2)=(1)>(3)
C.(2)>(3)>(1)>(4)
D.(1)>(2)=(3)>(4)
解析(1)是強酸弱堿鹽,NH+4可與水電離出的OH-結合成弱電解質NH3·H2O,促進了水的電離.(2)(3)是強酸強堿鹽,對水的電離平衡沒有變化;(4)能抑制水的電離.水的電離度的排列順序是(1)>(2)=(3)>(4). 選案選D.
例3在25 ℃條件下,pH都為4的鹽酸和碘化銨溶液中,關于水的離子積KW和水的電離度,HCl與NH4I的溶液中水的電離度依次用αA和αB表示,其中以下敘述中正確的是
解析25℃條件下,KW是一定值,因為鹽酸能抑制水的電離,碘化銨能促進水的電離,所以αB與αA相差10的若干倍(10n),所以可以排除選項A和B.在鹽酸溶液中c(H+)=10-4,c(OH-)=10-10;在碘化銨溶液中因c(H+)=10-4,所以水可電離出c(OH-)=10-4,故αB/αA=10-4/10-10=106,答案選D.
點撥強酸、強堿都抑制水的電離,c(H+)或c(OH-)越大,水的電離度就越小,c(H+)=c(OH-),水的電離度相等;水解鹽都促進水的電離;非水解鹽不會影響水的電離.
例4在相同溫度下,等摩爾濃度的鹽酸和NaOH溶液中水的電離度分別為α1和α2,分析兩者之間的關系
A.α1=α2B.α1>α2
C.α1<α2D.α1=14α2
解析強酸HCl和強堿NaOH都抑制水的電離,而溫度一定,則KW一定,又c(H+)=c(OH-),故同濃度的HCl和NaOH溶液對水電離的抑制程度是相同的,答案選A.
三、因已知由水電離出的c(H+)或c(OH-),求溶液的pH,判斷溶液的酸堿性,判斷離子能否大量共存例5某溶液中,已知由水電離產生的c(H+)=1×10-11 mol/L那么此溶液的pH可能是
A.11B.3C.8D.7
解析水電離產生的c(H+)=1×10-11 mol/L,那么水電離出的c(OH-)也是1×10-11 mol/L,依據KW=c(H+)c(OH-),某溶液可能顯酸性,也可能顯堿性,由此,它的pH可能是3或11,答案選AB.
點撥在某溶液中,已知由水電離出的c(H+)或c(OH-),那么該溶液可能顯堿性,亦可能顯酸性.
例6室溫下,在由水電離出的c(OH-)=10-11 mol/L的溶液中,一定不能大量存在的離子是
A.NH+4,Fe3+,SO2-4、Cl-
B.CO2-3、PO3-4、K+、Na+
C. Na+、HCO-3、HS-、Cl-
D.HPO2-4、Na+、HSO-3、K+、
解析選項A,NH+4,Fe3+只能在酸性介質中存在,選項B中CO2-3、PO3-4只能在堿性介質中存在;而HCO-3、HS-、HPO2-4、HSO-3則既不能在酸性介質中存在,又不能在堿性介質中存在,所以此題不論是酸性溶液,還是堿性溶液,選項C和D一定不能大量共存.
例725 ℃條件下,某溶液中由水電離出的c(OH-)是1.0×10-12 mol/L向此溶液中滴入幾滴甲基橙試液以后,溶液的顏色可能變?yōu)?/p>
A.橙色B.紅色
C.藍色D.黃色
解析25℃時水的電離的c(OH-) =1.0×10-12 mol/L,它溶液的pH可能是2或12,因為甲基橙的變化范圍是0~3.1(紅色),3.1~4.4(橙色),4.4~14(黃色),故答案選BD.
四、稀溶液中由水電離的c(H+)或c(OH-)
例8在 25℃時,把pH=8的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積的混合后,溶液中水電離出的c(OH-)最接近
A. (1/2)(10-8+10-10) mol/L
B.(10-8+10-10) mol/L
C.(10-8+10-10) mol/L
D. (1×10-14+5×10-5) mol/L
解析pH=8的NaOH溶液中c(OH-)=10-6 mol/L,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=10-4 mol/L,
等體積混合后,c(OH-)總=(10-4+10-6)/2,因為c(OH-)總c(H+)水電離等于10-14,故水電離出的c(H+)=2×10-14/(10-4+10-6) ≈2×10-10,即水電離出c(OH-)是2×10-10 mol/L,答案選C.
點撥在一定溫度下,KW是一定值(若25℃是1.0×10-14),即稀強酸(或稀強堿)中c(H+)或c(OH-)與水電離出
c(OH-)
或c(H+)之積一定是KW.對于pH不同的同種稀強堿等體積混合,應先根據KW求出各自溶液的c(OH-),再求出c(OH-)總,然后再根據KW求出水電離出的c(H+)或c(OH-).
總之,水是極弱的電解質,存在著H2OH++OH-的電離平衡,不管是什么溫度下,稀溶液不論是什么溶液,由水電離出的c(H+)與c(OH-)始終相等,牢固掌握這一重要概念,水電離知識點的題型不論怎樣變化,但萬變不離其宗旨.