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高考化学 考点44 水的电离学案（含解析）
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这是一份高考化学 考点44 水的电离学案（含解析），共6页。学案主要包含了水的电离，c与c的反比关系图像等内容，欢迎下载使用。
一、水的电离
1．水的电离平衡
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。
2．水的离子积常数
（1）概念：在一定温度下，c(H+)与c(OH−)的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。
（2）表达式：水的离子积用Kw表示。
实验测得，25 ℃时，1 L水中只有 1.0×10−7 ml H2O电离。所以该温度时的纯水中c(H+)=c(OH−)=1.0×10−7 ml·L−1，Kw=c(H+)·c(OH−)=1.0×10−14，室温下Kw一般也取这个值。
（3）影响因素：Kw只与温度有关。温度升高，Kw增大。
注意事项
（1）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
（2）在室温时，任何物质的水溶液，Kw=10−14。Kw与溶液的酸碱性无关，只与温度有关。
（3）Kw的重要应用在于溶液中c(H+)和c(OH−)的换算。
（4）外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH−)总是相等的。
二、c(H＋)与c(OH－)的反比关系图像
（1）A、B线表示的温度A（2）a、b、c三点表示溶液的性质分别为中性、酸性、碱性。
提醒：（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）实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，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。
三、水的电离平衡的影响因素和有关计算
1．外界因素对水电离的影响
2．水电离出的c(H+)或c(OH−)的计算(25 ℃时)
（1）中性溶液c(OH−)=c(H+)=10−7 ml·L−1
（2）酸溶液 QUOTE
酸溶液中，H+来源于酸的电离和水的电离，而OH−只来源于水的电离。
（3）碱溶液 QUOTE
碱溶液中，OH−来源于碱的电离和水的电离，而H+只来源于水的电离。
（4）盐溶液 QUOTE
水解呈酸性或碱性的盐溶液中，H+和OH−均来源于水的电离。
考向一 水电离平衡的影响因素
典例1 25℃时，水的电离达到平衡：，下列叙述正确的是（ ）
A．将水加热，增大，降低，KW增大
B．向水中加入少量的（忽略溶液温度改变），平衡向右移动，增大
C．向水中加入稀氨水，平衡向左移动，降低
D．向水中加入少量固体硫酸氢钠（忽略溶液温度改变），增大，KW不变
【答案】D
【解析】A．根据水的电离方程式可知，将水加热，促进水的电离，故增大，增大，KW增大，A错误；
B．向水中加入少量的（忽略溶液温度改变），由于CH3COO-结合了水电离的H+生成弱电解质CH3COOH，故平衡向右移动，根据勒夏特列原理可知，减小，B错误；
C．向水中加入稀氨水，由于氨水电离出OH-，导致溶液中的OH-浓度增大，导致平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，增大，C错误；
D．向水中加入少量固体硫酸氢钠（忽略溶液温度改变），NaHSO4=Na++H++，故增大，KW仅仅是温度的函数，温度不变，KW不变，D正确；
故答案为：D。
1．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向水中加入明矾晶体 ⑤向水中加NaHCO3固体 ⑥向水中加NaHSO4固体
A．④ B．①④⑤ C．③④⑤D．①②④⑤
【答案】A
【解析】①加热时促进水的电离，但是氢离子和氢氧根浓度依然相等，故①错误；
②加入金属钠，和水电离出的氢离子反应生成氢氧化钠和氢气，使水的电离向右移动，碱性增强，c（H+）＜c（OH-），故②错误；
③二氧化碳溶于水形成碳酸，溶液中的c（H+）＞c（OH-），酸对水的电离起抑制作用，故③错误；
④向水中加入明矾，铝离子水解对水的电离起促进作用，电离后的溶液显酸性，溶液中的c（H+）＞c（OH-），故④正确；
⑤向水中加入NaHCO3，碳酸氢钠中的碳酸氢根水解显碱性，使溶液中的c（H+）＜c（OH-），故⑤错误；
⑥向水中加NaHSO4固体形成硫酸氢钠水溶液，硫酸氢钠在水中完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，氢离子对水的电离起抑制作用，故⑥错误；
故选A。
水电离平衡移动的判断
（1）促进水的电离
（2）抑制水的电离
考向二 水电离平衡图像的分析与判断
典例2 如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是
A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)
C．图中T1＜T2
D．XZ线上任意点均有pH＝7
【解析】由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw，A项正确；由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)，B项正确；温度越高，水的电离程度越大，电离出的c(H＋)与c(OH－)越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，只有当c(H＋)＝10－7 ml·L－1时，才有pH＝7，D项错误。
【答案】D
2．水的电离平衡曲线如图所示，若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度，B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时0.001 ml/L的NaOH溶液中，由水电离出的c(H＋)＝________ml·L－1，Kw(25℃)________Kw(100℃)(填“>”、“<”或“＝”)。25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4HCO3固体，对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
【答案】10-9 < 促进
【解析】100℃时根据图像可知，水的离子积常数等于10－12 ，所以100℃时0.001 ml/L的NaOH溶液中，OH－浓度是0.001ml·L－1，则氢离子的浓度＝=1×10－9ml/L，因此溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－9ml/L；
25℃时根据图像可知，水的离子积常数等于10－14 ，故Kw(25℃)NH4HCO3溶于水电离出的、均能水解，促进水的电离，因此25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4HCO3固体，对水的电离平衡的影响是促进。
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不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。
考向三 水电离出的c(H+)或c(OH−)的计算
典例3 在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13 ml·L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是( )
A．该溶液可能呈酸性 B．该溶液一定呈碱性
C．该溶液的pH一定是1 D．该溶液的pH不可能为13
【答案】A
【解析】在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13 ml·L－1<1×10－7ml·L－1，说明溶液中的溶质抑制水的电离，溶液可能呈酸性或碱性，A正确，B错误；如果该溶液呈酸性，则溶液的pH＝1，如果该溶液呈碱性，则溶液的pH＝13，C、D错误。
3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 ml·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】①pH＝0的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 ml·L－1，c(OH－)＝10－14ml·L－1，H2SO4抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－14ml·L－1；②0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，c(H＋)＝10－13ml·L－1，Ba(OH)2抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－13ml·L－1；③pH＝10的Na2S溶液，Na2S水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－4ml·L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液，NH4NO3水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝10－5ml·L－1。4种溶液中发生电离的H2O的物质的量之比等于H2O电离产生的H＋的物质的量之比，其比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。
水电离的c(H+)、c(OH−)的计算关键
任何水溶液中水电离产生的c(H+)和c(OH−)总是相等的
（1）中性溶液：c(OH−)=c(H+)。
（2）酸溶液——OH−全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=2的盐酸中c(H+)=10−2ml·L−1，则c(OH−)= ml·L−1=1×10−12 ml·L−1，水电离出的 c(H+)=c(OH−)=10−12 ml·L−1。
（3）碱溶液——H+全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=12的NaOH溶液中c(OH−)=10−2 ml·L−1，则c(H+)= ml·L−1=1×10−12 ml·L−1，水电离出的 c(OH−)=c(H+)=10−12 ml·L−1。
（4）水解呈酸性的盐溶液——H+全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=5的NH4Cl溶液中，水电离出的c(H+)=10−5 ml·L−1，水电离的部分OH−与结合使得溶液中c(OH−)减小，为10−9 ml·L−1。
（5）水解呈碱性的盐溶液——OH−全部来自水的电离。
实例：常温下pH=12的Na2CO3溶液中，水电离出的c(OH−)=10−2 ml·L−1，水电离的部分H+与结合使得溶液中c(H+)减小，为10−12 ml·L−1。
1．在25℃时水的离子积Kw＝1.0×10-14，在35℃时水的离子积Kw＝2.1×10-14，下列叙述正确的是
A．水中c(H＋)随着温度的升高而降低
B．水的电离是吸热过程
C．35℃时的水比25℃时的水电离程度小
D．25℃时，纯水中滴加NaOH溶液，Kw变小
【答案】B
【解析】A．根据温度与水的离子积大小关系可知：升高温度，水电离程度增大，水电离产生的c(H＋)增大，A错误；B．升高温度，水的离子积常数增大，说明升高温度促进水的电离，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以水的电离是吸热过程，B正确；C．升高温度，水的离子积常数增大，所以35℃时的水比25℃时的水电离程度大，C错误；D．25℃时，纯水中滴加NaOH溶液，水的电离平衡逆向移动，使水电离产生的H+、OH-浓度减小，但溶液中c(OH-)增大，c(H+)·c(OH-)=Kw不变，该常数只与温度有关，D错误；故合理选项是B。
2．在c(H+)∶c(OH−)=1∶106的水溶液中能大量共存的离子组是
A．K+、Al3+ QUOTE 、、B．Na+、、、Cl−
C．Na+、K+、、ClO−D．Na+、Fe2+、I−、
【答案】C
【解析】c(H+)∶c(OH−)=1∶106，c(H+)3．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．①③⑥⑦ B．①③⑥
C．⑤⑦D．⑤
【答案】D
【解析】①的c(H＋)＝c(OH－)；②的c(H＋)c(OH－)；⑥的c(H＋)4．（2019·上海市行知中学高三期中）常温下，某溶液中由水电离出的c(H+)与c(OH-)的乘积为10-16，该溶液可能是
A．一定浓度的碳酸钠溶液B．一定浓度的NaHSO4溶液
C．一定浓度的NH4Cl溶液D．0.1ml/L的NaCl溶液
【答案】B
【解析】A．一定浓度的碳酸钠溶液，碳酸根离子对水的电离起促进作用，故A错误；
B．一定浓度的NaHSO4溶液，溶液中呈酸性，对水的电离起到抑制作用，故B正确；
C．一定浓度的NH4Cl溶液，铵根离子水解呈酸性；对水的电离起到促进作用，故C错误；
D．0.1ml/L的NaCl溶液，水的电离不变，溶液中c(H+)与c(OH－)的乘积为10-14，故D错误；
故选B。
5．已知40 ℃时水的离子积常数为Kw。该温度下，将浓度为a ml·L－1的一元酸HA与b ml·L－1的一元碱BOH等体积混合，该溶液呈中性时，下列叙述不正确的是
A．a＝b，pH＝7
B．混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)
C．混合溶液中c(B＋)＝c(A－)
D．混合溶液中c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1
【答案】A
【解析】40 ℃时水的离子积常数Kw>1.0×10－14，溶液呈中性时，pH<7，故pH＝7的溶液呈碱性，A错误；混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，B正确；混合溶液呈电中性，据电荷守恒可得c(B＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，若溶液中c(B＋)＝c(A－)，故c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，C正确；在水溶液中，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，将c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1代入可得c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1，此时c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，D正确。
6．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是
A．图中A、B、D三点处Kw间的关系：B>A>D
B．100 ℃，将pH＝2的稀硫酸逐滴加入等体积pH＝10的稀氨水中，溶液中eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))减小，充分反应后，溶液达到B点
C．温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，可从A点变化到C点
D．加热浓缩A点所示溶液，可从A点变化到B点
【答案】D
【解析】水的离子积Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大，温度：B>A＝D，则三点处Kw间的关系：B>A＝D，A错误。100 ℃时Kw＝10－6×10－6＝10－12，将pH＝2的稀硫酸逐滴加入等体积pH＝10的稀氨水中，eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))＝eq \f(Kb(NH3·H2O),c(OH－))，c(OH－)减小、Kb(NH3·H2O)不变，则eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))增大；充分反应后，氨水剩余，所得溶液呈碱性，故溶液不能达到B点，B错误。温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，NHeq \\al(＋,4)发生水解而使溶液呈酸性，而A、C点溶液均呈中性，故不能从A点变化到C点，C错误。图中AB直线上各点溶液均呈中性，加热浓缩A点所示溶液，温度升高，水的电离程度增大，c(H＋)、c(OH－)均增大，故可实现A点到B点变化，D正确。
7．某温度下的水溶液中，c(H+)=10-x ml·L-1，c(OH-)=10-y ml·L-1。x与y的关系如图所示:
（1）该温度下水的离子积为________(填具体数值)；该温度________(填“高于”“低于”或“等于”)常温。
（2）该温度下0.01 ml·L-1 NaOH溶液的pH为________。
（3）除了用pH外，科学家还建议用酸度(AG)来表示溶液的酸碱性:AG=lg。则该温度下，0.01 ml·L-1盐酸的酸度AG=________。
【答案】（1）10-12 高于
（2）10
（3）8
【解析】（1）根据图象可知x=4时，y=8，所以该温度下水的离子积常数是10-4·10-8 =10-12>10-14，所以温度高于常温。
（2）0.01 ml·L-1 NaOH溶液中OH-的浓度是0.01 ml·L-1，所以氢离子的浓度=10-10 ml·L-1，因此pH=10。
（3）0.01 ml·L-1盐酸溶液中氢离子浓度是0.01 ml·L-1，所以OH-的浓度是10-10ml·L-1。因此该温度下，0.01 ml·L-1盐酸的酸度AG=lg=8。
8．下表是不同温度下水的离子积常数。
试回答以下问题：
（1）若298”、“<”或“=”)1×10−14，判断的理由是 。
（2）298 K时，某Na2SO4溶液中c()=5×10−4 ml·L−1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH−)= 。
（3）在T2 K时pH=10的NaOH溶液中，由水电离产生的OH−的浓度为 。
（4）T2 K时，将pH=11的NaOH溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH=2，则V1∶V2= 。
【答案】（1）> 水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度变大，离子积常数增大
（2）1 000∶1(或103∶1)
（3）1×10−10 ml·L−1
（4）9∶11
【解析】（1）升高温度，水的电离程度变大，KW变大。
（2）c()=5×10−4 ml·L−1，则c(Na+)=2c()=1×10−3 ml·L−1，稀释到10倍，则c(Na+)=1×10−4 ml·L−1。298 K时Na2SO4溶液中c(OH−)=1×10−7 ml·L−1，稀释到10倍后仍然为1×10−7 ml·L−1，则c(Na+)∶c(OH−)=103∶1。
（3）pH=10的NaOH溶液中，c(H+)=1×10−10 ml·L−1，NaOH溶液中的H+全部来自水的电离，水电离出H+的同时也电离出等量的OH−。
（4）T2 K时，混合液的pH=2，说明溶液呈酸性，酸过量。T2 K时，pH=11的NaOH溶液中 c(OH−)=0.1 ml·L−1，则 QUOTE =0.01，解得 QUOTE = QUOTE 。
1．[2019北京]实验测得0.5 ml·L−1CH3COONa溶液、0.5 ml·L−1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．随温度升高，纯水中c(H+)>c(OH−)
B．随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH−)减小
C．随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D．随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO−、Cu2+水解平衡移动方向不同
【答案】C
【解析】
【分析】水的电离为吸热过程，升高温度，促进水的电离；盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，据此解题；
【详解】A．水的电离为吸热过程，升高温度，平和向着电离方向移动，水中c(H+).c(OH-)=Kw减小，故pH减小，但c(H+)=c(OH-)，故A不符合题意；
B．水的电离为吸热过程，升高温度，进水的电离，所以c(OH-)增大，醋酸根水解为吸热过程，CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-，升高温度促进盐类水解，所以c(OH-)增大，故B不符合题意；
C．升高温度，促进水的电离，故c(H+)增大；升高温度，促进铜离子水解Cu2++2H2OCu(OH)2 +2H+，故c(H+)增大，两者共同作用使pH发生变化，故C符合题意；
D．盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，故D不符合题意；
综上所述，本题应选C。
2．（2017·上海高考真题）下列物质的水溶液呈酸性，并且使水的电离平衡向正方向移动的是：
A．Na2CO3 B．NH4Cl C．H2SO4 D．NaHCO3
【答案】B
【解析】A．Na2CO3是强碱弱酸盐，碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，促进水电离，错误；B．氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解，溶液显酸性，促进水的电离，正确；C．硫酸完全电离生成氢离子而导致溶液中c(H+)增大，溶液显酸性，抑制水的电离，错误；D．碳酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，溶液显碱性，促进水的电离，错误；故选B。
3．[2015广东]一定温度下，水溶液中H+和OH−的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10−13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
【答案】C
【解析】本题考查影响水电离平衡的因素，意在考查考生读图处理信息的能力。升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A项错误；根据c(H+)和c(OH−)可求出KW=1.0×10−14，B项错误；加入FeCl3，Fe3+水解溶液呈酸性，可引起由b向a变化，C项正确；温度不变，稀释后，c(OH−)减小，c(H+)增大，但仍在该曲线上，不可能到达d点，D项错误。
改变条件
电离平衡
溶液中
c(H＋)
溶液中
c(OH−)
pH
溶液的
酸碱性
KW
升高温度
右移
增大
增大
减小
中性
增大
加入酸、碱
加入酸，如稀硫酸、醋酸
左移
增大
减小
减小
酸性
不变
加入碱，如NaOH溶液、氨水
左移
减小
增大
增大
碱性
不变
加入盐
加入强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液
右移
减小
增大
增大
碱性
不变
加入强酸弱碱盐，如AlCl3溶液
右移
增大
减小
减小
酸性
不变
加入强酸强碱盐，如NaCl溶液
不移动
不变
不变
不变
中性
不变
加入活泼金属
如Na
右移
减小
增大
增大
碱性
不变
T/K
298
T1
T2
水的离子积常数(KW)
1×10−14
a
1×10−12
一、水的电离
1．水的电离平衡
水是一种极弱的电解质，能发生微弱的电离。
2．水的离子积常数
（1）概念：在一定温度下，c(H+)与c(OH−)的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，简称水的离子积。
（2）表达式：水的离子积用Kw表示。
实验测得，25 ℃时，1 L水中只有 1.0×10−7 ml H2O电离。所以该温度时的纯水中c(H+)=c(OH−)=1.0×10−7 ml·L−1，Kw=c(H+)·c(OH−)=1.0×10−14，室温下Kw一般也取这个值。
（3）影响因素：Kw只与温度有关。温度升高，Kw增大。
注意事项
（1）水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
（2）在室温时，任何物质的水溶液，Kw=10−14。Kw与溶液的酸碱性无关，只与温度有关。
（3）Kw的重要应用在于溶液中c(H+)和c(OH−)的换算。
（4）外界条件改变，水的电离平衡发生移动，但任何时候水电离出的c(H+)和c(OH−)总是相等的。
二、c(H＋)与c(OH－)的反比关系图像
（1）A、B线表示的温度A
提醒：（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）实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，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。
三、水的电离平衡的影响因素和有关计算
1．外界因素对水电离的影响
2．水电离出的c(H+)或c(OH−)的计算(25 ℃时)
（1）中性溶液c(OH−)=c(H+)=10−7 ml·L−1
（2）酸溶液 QUOTE
酸溶液中，H+来源于酸的电离和水的电离，而OH−只来源于水的电离。
（3）碱溶液 QUOTE
碱溶液中，OH−来源于碱的电离和水的电离，而H+只来源于水的电离。
（4）盐溶液 QUOTE
水解呈酸性或碱性的盐溶液中，H+和OH−均来源于水的电离。
考向一 水电离平衡的影响因素
典例1 25℃时，水的电离达到平衡：，下列叙述正确的是（ ）
A．将水加热，增大，降低，KW增大
B．向水中加入少量的（忽略溶液温度改变），平衡向右移动，增大
C．向水中加入稀氨水，平衡向左移动，降低
D．向水中加入少量固体硫酸氢钠（忽略溶液温度改变），增大，KW不变
【答案】D
【解析】A．根据水的电离方程式可知，将水加热，促进水的电离，故增大，增大，KW增大，A错误；
B．向水中加入少量的（忽略溶液温度改变），由于CH3COO-结合了水电离的H+生成弱电解质CH3COOH，故平衡向右移动，根据勒夏特列原理可知，减小，B错误；
C．向水中加入稀氨水，由于氨水电离出OH-，导致溶液中的OH-浓度增大，导致平衡向左移动，根据勒夏特列原理可知，增大，C错误；
D．向水中加入少量固体硫酸氢钠（忽略溶液温度改变），NaHSO4=Na++H++，故增大，KW仅仅是温度的函数，温度不变，KW不变，D正确；
故答案为：D。
1．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向水中加入明矾晶体 ⑤向水中加NaHCO3固体 ⑥向水中加NaHSO4固体
A．④ B．①④⑤ C．③④⑤D．①②④⑤
【答案】A
【解析】①加热时促进水的电离，但是氢离子和氢氧根浓度依然相等，故①错误；
②加入金属钠，和水电离出的氢离子反应生成氢氧化钠和氢气，使水的电离向右移动，碱性增强，c（H+）＜c（OH-），故②错误；
③二氧化碳溶于水形成碳酸，溶液中的c（H+）＞c（OH-），酸对水的电离起抑制作用，故③错误；
④向水中加入明矾，铝离子水解对水的电离起促进作用，电离后的溶液显酸性，溶液中的c（H+）＞c（OH-），故④正确；
⑤向水中加入NaHCO3，碳酸氢钠中的碳酸氢根水解显碱性，使溶液中的c（H+）＜c（OH-），故⑤错误；
⑥向水中加NaHSO4固体形成硫酸氢钠水溶液，硫酸氢钠在水中完全电离出钠离子、氢离子、硫酸根离子，氢离子对水的电离起抑制作用，故⑥错误；
故选A。
水电离平衡移动的判断
（1）促进水的电离
（2）抑制水的电离
考向二 水电离平衡图像的分析与判断
典例2 如图表示水中c(H＋)和c(OH－)的关系，下列判断错误的是
A．两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw
B．M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)
C．图中T1＜T2
D．XZ线上任意点均有pH＝7
【解析】由水的离子积的定义知两条曲线间任意点均有c(H＋)·c(OH－)＝Kw，A项正确；由图中纵横轴的大小可知M区域内任意点均有c(H＋)＜c(OH－)，B项正确；温度越高，水的电离程度越大，电离出的c(H＋)与c(OH－)越大，所以T2＞T1，C项正确；XZ线上任意点都有c(H＋)＝c(OH－)，只有当c(H＋)＝10－7 ml·L－1时，才有pH＝7，D项错误。
【答案】D
2．水的电离平衡曲线如图所示，若A点表示25℃时水的电离达平衡时的离子浓度，B点表示100℃时水的电离达平衡时的离子浓度。则100℃时0.001 ml/L的NaOH溶液中，由水电离出的c(H＋)＝________ml·L－1，Kw(25℃)________Kw(100℃)(填“>”、“<”或“＝”)。25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量NH4HCO3固体，对水的电离平衡的影响是________(填“促进”、“抑制”或“不影响”)。
【答案】10-9 < 促进
【解析】100℃时根据图像可知，水的离子积常数等于10－12 ，所以100℃时0.001 ml/L的NaOH溶液中，OH－浓度是0.001ml·L－1，则氢离子的浓度＝=1×10－9ml/L，因此溶液中由水电离出的c(H＋)＝1×10－9ml/L；
25℃时根据图像可知，水的离子积常数等于10－14 ，故Kw(25℃)
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不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定得改变温度。
考向三 水电离出的c(H+)或c(OH−)的计算
典例3 在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13 ml·L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是( )
A．该溶液可能呈酸性 B．该溶液一定呈碱性
C．该溶液的pH一定是1 D．该溶液的pH不可能为13
【答案】A
【解析】在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－13 ml·L－1<1×10－7ml·L－1，说明溶液中的溶质抑制水的电离，溶液可能呈酸性或碱性，A正确，B错误；如果该溶液呈酸性，则溶液的pH＝1，如果该溶液呈碱性，则溶液的pH＝13，C、D错误。
3．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 ml·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】①pH＝0的H2SO4溶液中c(H＋)＝1 ml·L－1，c(OH－)＝10－14ml·L－1，H2SO4抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－14ml·L－1；②0.05 ml·L－1的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝0.1 ml·L－1，c(H＋)＝10－13ml·L－1，Ba(OH)2抑制H2O的电离，则由H2O电离出的c(H＋)＝10－13ml·L－1；③pH＝10的Na2S溶液，Na2S水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－4ml·L－1；④pH＝5的NH4NO3溶液，NH4NO3水解促进H2O的电离，由H2O电离出的c(H＋)＝10－5ml·L－1。4种溶液中发生电离的H2O的物质的量之比等于H2O电离产生的H＋的物质的量之比，其比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109。
水电离的c(H+)、c(OH−)的计算关键
任何水溶液中水电离产生的c(H+)和c(OH−)总是相等的
（1）中性溶液：c(OH−)=c(H+)。
（2）酸溶液——OH−全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=2的盐酸中c(H+)=10−2ml·L−1，则c(OH−)= ml·L−1=1×10−12 ml·L−1，水电离出的 c(H+)=c(OH−)=10−12 ml·L−1。
（3）碱溶液——H+全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=12的NaOH溶液中c(OH−)=10−2 ml·L−1，则c(H+)= ml·L−1=1×10−12 ml·L−1，水电离出的 c(OH−)=c(H+)=10−12 ml·L−1。
（4）水解呈酸性的盐溶液——H+全部来自水的电离。
实例：常温下，pH=5的NH4Cl溶液中，水电离出的c(H+)=10−5 ml·L−1，水电离的部分OH−与结合使得溶液中c(OH−)减小，为10−9 ml·L−1。
（5）水解呈碱性的盐溶液——OH−全部来自水的电离。
实例：常温下pH=12的Na2CO3溶液中，水电离出的c(OH−)=10−2 ml·L−1，水电离的部分H+与结合使得溶液中c(H+)减小，为10−12 ml·L−1。
1．在25℃时水的离子积Kw＝1.0×10-14，在35℃时水的离子积Kw＝2.1×10-14，下列叙述正确的是
A．水中c(H＋)随着温度的升高而降低
B．水的电离是吸热过程
C．35℃时的水比25℃时的水电离程度小
D．25℃时，纯水中滴加NaOH溶液，Kw变小
【答案】B
【解析】A．根据温度与水的离子积大小关系可知：升高温度，水电离程度增大，水电离产生的c(H＋)增大，A错误；B．升高温度，水的离子积常数增大，说明升高温度促进水的电离，根据平衡移动原理：升高温度，平衡向吸热反应方向移动，所以水的电离是吸热过程，B正确；C．升高温度，水的离子积常数增大，所以35℃时的水比25℃时的水电离程度大，C错误；D．25℃时，纯水中滴加NaOH溶液，水的电离平衡逆向移动，使水电离产生的H+、OH-浓度减小，但溶液中c(OH-)增大，c(H+)·c(OH-)=Kw不变，该常数只与温度有关，D错误；故合理选项是B。
2．在c(H+)∶c(OH−)=1∶106的水溶液中能大量共存的离子组是
A．K+、Al3+ QUOTE 、、B．Na+、、、Cl−
C．Na+、K+、、ClO−D．Na+、Fe2+、I−、
【答案】C
【解析】c(H+)∶c(OH−)=1∶106，c(H+)
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．①③⑥⑦ B．①③⑥
C．⑤⑦D．⑤
【答案】D
【解析】①的c(H＋)＝c(OH－)；②的c(H＋)
A．一定浓度的碳酸钠溶液B．一定浓度的NaHSO4溶液
C．一定浓度的NH4Cl溶液D．0.1ml/L的NaCl溶液
【答案】B
【解析】A．一定浓度的碳酸钠溶液，碳酸根离子对水的电离起促进作用，故A错误；
B．一定浓度的NaHSO4溶液，溶液中呈酸性，对水的电离起到抑制作用，故B正确；
C．一定浓度的NH4Cl溶液，铵根离子水解呈酸性；对水的电离起到促进作用，故C错误；
D．0.1ml/L的NaCl溶液，水的电离不变，溶液中c(H+)与c(OH－)的乘积为10-14，故D错误；
故选B。
5．已知40 ℃时水的离子积常数为Kw。该温度下，将浓度为a ml·L－1的一元酸HA与b ml·L－1的一元碱BOH等体积混合，该溶液呈中性时，下列叙述不正确的是
A．a＝b，pH＝7
B．混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)
C．混合溶液中c(B＋)＝c(A－)
D．混合溶液中c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1
【答案】A
【解析】40 ℃时水的离子积常数Kw>1.0×10－14，溶液呈中性时，pH<7，故pH＝7的溶液呈碱性，A错误；混合溶液的c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，B正确；混合溶液呈电中性，据电荷守恒可得c(B＋)＋c(H＋)＝c(A－)＋c(OH－)，若溶液中c(B＋)＝c(A－)，故c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，C正确；在水溶液中，Kw＝c(H＋)·c(OH－)，将c(H＋)＝eq \r(Kw) ml·L－1代入可得c(OH－)＝eq \r(Kw) ml·L－1，此时c(H＋)＝c(OH－)，则该溶液呈中性，D正确。
6．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法中正确的是
A．图中A、B、D三点处Kw间的关系：B>A>D
B．100 ℃，将pH＝2的稀硫酸逐滴加入等体积pH＝10的稀氨水中，溶液中eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))减小，充分反应后，溶液达到B点
C．温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，可从A点变化到C点
D．加热浓缩A点所示溶液，可从A点变化到B点
【答案】D
【解析】水的离子积Kw只与温度有关，温度升高，Kw增大，温度：B>A＝D，则三点处Kw间的关系：B>A＝D，A错误。100 ℃时Kw＝10－6×10－6＝10－12，将pH＝2的稀硫酸逐滴加入等体积pH＝10的稀氨水中，eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))＝eq \f(Kb(NH3·H2O),c(OH－))，c(OH－)减小、Kb(NH3·H2O)不变，则eq \f(c(NH\\al(＋,4)),c(NH3·H2O))增大；充分反应后，氨水剩余，所得溶液呈碱性，故溶液不能达到B点，B错误。温度不变，在水中加入适量NH4Cl固体，NHeq \\al(＋,4)发生水解而使溶液呈酸性，而A、C点溶液均呈中性，故不能从A点变化到C点，C错误。图中AB直线上各点溶液均呈中性，加热浓缩A点所示溶液，温度升高，水的电离程度增大，c(H＋)、c(OH－)均增大，故可实现A点到B点变化，D正确。
7．某温度下的水溶液中，c(H+)=10-x ml·L-1，c(OH-)=10-y ml·L-1。x与y的关系如图所示:
（1）该温度下水的离子积为________(填具体数值)；该温度________(填“高于”“低于”或“等于”)常温。
（2）该温度下0.01 ml·L-1 NaOH溶液的pH为________。
（3）除了用pH外，科学家还建议用酸度(AG)来表示溶液的酸碱性:AG=lg。则该温度下，0.01 ml·L-1盐酸的酸度AG=________。
【答案】（1）10-12 高于
（2）10
（3）8
【解析】（1）根据图象可知x=4时，y=8，所以该温度下水的离子积常数是10-4·10-8 =10-12>10-14，所以温度高于常温。
（2）0.01 ml·L-1 NaOH溶液中OH-的浓度是0.01 ml·L-1，所以氢离子的浓度=10-10 ml·L-1，因此pH=10。
（3）0.01 ml·L-1盐酸溶液中氢离子浓度是0.01 ml·L-1，所以OH-的浓度是10-10ml·L-1。因此该温度下，0.01 ml·L-1盐酸的酸度AG=lg=8。
8．下表是不同温度下水的离子积常数。
试回答以下问题：
（1）若298
（2）298 K时，某Na2SO4溶液中c()=5×10−4 ml·L−1，取该溶液1 mL加水稀释至10 mL，则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH−)= 。
（3）在T2 K时pH=10的NaOH溶液中，由水电离产生的OH−的浓度为 。
（4）T2 K时，将pH=11的NaOH溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH=2，则V1∶V2= 。
【答案】（1）> 水的电离为吸热过程，温度升高，水的电离程度变大，离子积常数增大
（2）1 000∶1(或103∶1)
（3）1×10−10 ml·L−1
（4）9∶11
【解析】（1）升高温度，水的电离程度变大，KW变大。
（2）c()=5×10−4 ml·L−1，则c(Na+)=2c()=1×10−3 ml·L−1，稀释到10倍，则c(Na+)=1×10−4 ml·L−1。298 K时Na2SO4溶液中c(OH−)=1×10−7 ml·L−1，稀释到10倍后仍然为1×10−7 ml·L−1，则c(Na+)∶c(OH−)=103∶1。
（3）pH=10的NaOH溶液中，c(H+)=1×10−10 ml·L−1，NaOH溶液中的H+全部来自水的电离，水电离出H+的同时也电离出等量的OH−。
（4）T2 K时，混合液的pH=2，说明溶液呈酸性，酸过量。T2 K时，pH=11的NaOH溶液中 c(OH−)=0.1 ml·L−1，则 QUOTE =0.01，解得 QUOTE = QUOTE 。
1．[2019北京]实验测得0.5 ml·L−1CH3COONa溶液、0.5 ml·L−1 CuSO4溶液以及H2O的pH随温度变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A．随温度升高，纯水中c(H+)>c(OH−)
B．随温度升高，CH3COONa溶液的c(OH−)减小
C．随温度升高，CuSO4溶液的pH变化是Kw改变与水解平衡移动共同作用的结果
D．随温度升高，CH3COONa溶液和CuSO4溶液的pH均降低，是因为CH3COO−、Cu2+水解平衡移动方向不同
【答案】C
【解析】
【分析】水的电离为吸热过程，升高温度，促进水的电离；盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，据此解题；
【详解】A．水的电离为吸热过程，升高温度，平和向着电离方向移动，水中c(H+).c(OH-)=Kw减小，故pH减小，但c(H+)=c(OH-)，故A不符合题意；
B．水的电离为吸热过程，升高温度，进水的电离，所以c(OH-)增大，醋酸根水解为吸热过程，CH3COOH-+H2O CH3COOH+OH-，升高温度促进盐类水解，所以c(OH-)增大，故B不符合题意；
C．升高温度，促进水的电离，故c(H+)增大；升高温度，促进铜离子水解Cu2++2H2OCu(OH)2 +2H+，故c(H+)增大，两者共同作用使pH发生变化，故C符合题意；
D．盐类水解为吸热过程，升高温度促进盐类水解，故D不符合题意；
综上所述，本题应选C。
2．（2017·上海高考真题）下列物质的水溶液呈酸性，并且使水的电离平衡向正方向移动的是：
A．Na2CO3 B．NH4Cl C．H2SO4 D．NaHCO3
【答案】B
【解析】A．Na2CO3是强碱弱酸盐，碳酸根离子水解导致溶液呈碱性，促进水电离，错误；B．氯化铵是强酸弱碱盐，铵根离子水解，溶液显酸性，促进水的电离，正确；C．硫酸完全电离生成氢离子而导致溶液中c(H+)增大，溶液显酸性，抑制水的电离，错误；D．碳酸氢钠是强碱弱酸酸式盐，碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，溶液显碱性，促进水的电离，错误；故选B。
3．[2015广东]一定温度下，水溶液中H+和OH−的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10−13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
【答案】C
【解析】本题考查影响水电离平衡的因素，意在考查考生读图处理信息的能力。升温促进水的电离，升温后溶液不能由碱性变为中性，A项错误；根据c(H+)和c(OH−)可求出KW=1.0×10−14，B项错误；加入FeCl3，Fe3+水解溶液呈酸性，可引起由b向a变化，C项正确；温度不变，稀释后，c(OH−)减小，c(H+)增大，但仍在该曲线上，不可能到达d点，D项错误。
改变条件
电离平衡
溶液中
c(H＋)
溶液中
c(OH−)
pH
溶液的
酸碱性
KW
升高温度
右移
增大
增大
减小
中性
增大
加入酸、碱
加入酸，如稀硫酸、醋酸
左移
增大
减小
减小
酸性
不变
加入碱，如NaOH溶液、氨水
左移
减小
增大
增大
碱性
不变
加入盐
加入强碱弱酸盐，如Na2CO3溶液
右移
减小
增大
增大
碱性
不变
加入强酸弱碱盐，如AlCl3溶液
右移
增大
减小
减小
酸性
不变
加入强酸强碱盐，如NaCl溶液
不移动
不变
不变
不变
中性
不变
加入活泼金属
如Na
右移
减小
增大
增大
碱性
不变
T/K
298
T1
T2
水的离子积常数(KW)
1×10−14
a
1×10−12
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