【思维导图】人教版高中化学选修一《3.2.1水的电离和溶液的酸碱性》同步学习思维导图+学练

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3.2.1 水的电离和溶液的酸碱性-同步学习必备知识
3．2．1  水的电离和溶液的pH(一)

一、水的电离平衡

二、溶液的酸碱性


例题
1．纯水在10 ℃和50 ℃时的氢离子浓度，前后两个量的大小关系为
A．大于 B．等于 C．小于 D．不能确定
例题
2．在100℃时，100mL蒸馏水中c（OH﹣）=1×10﹣6mol•L﹣1，当改变下列条件之一时，c（OH﹣）仍然等于1×10﹣6mol•L﹣1的是（　　）
①温度降低到25℃
②加入10﹣6mol NaOH固体，保持100℃
③加入10﹣6molNaCl，保持100℃
④蒸发丢掉50mL水，保持100℃
A．①② B．③④ C．①③ D．②④
例题
3．在某温度下，0.01 mol·L－1NaOH溶液和0.01 mol·L－1的盐酸相比，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1.0×10－12mol·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
随练
4．向蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是
A．c(H＋)·c(OH－)不变 B．pH增大了
C．c(OH－)降低了 D．水电离出的c(H＋)减小了
5．回答下列问题
(1)在由水电离产生的H＋的浓度为1×10－13mol·L－1的溶液中，一定能大量共存的离子组是________。
①K＋、Cl－、NO、S2－　②K＋、Fe2＋、I－、SO ③Na＋、Cl－、NO、SO　
④Na＋、Cu2＋、Cl－、HCO ⑤K＋、Ba2＋、Cl－、NO
(2)不能影响水的电离平衡的操作是________。
A．向水中投入一小块金属钠
B．将水加热煮沸
C．向水中通入CO2气体
D．向水中加食盐晶体

例题
6．下列关于水的离子积常数的叙述中，正确的是
A．因为水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH－)，，所以KW随溶液H+和OH－浓度的变化而变化
B．水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是同一个物理量
C．水的离子积常数仅仅是温度的函数，随着温度的变化而变化
D．水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K电离是两个没有任何关系的物理量
例题
7．在某温度时，测定纯水中c（H＋）＝2.4×10-7 mol·L-1，则c（OH-）为（　　）
A．2.4×10-7 mol·L-1
B．0.1×10-7 mol·L-1
C．mol·L-1
D．c（OH-）无法确定
例题
8．25 ℃时，在0.01 mol·L-1的硫酸溶液中，水电离出的H＋浓度是
A．5×10-13 mol·L-1 B．0.02 mol·L-1
C．1×10-7 mol·L-1 D．1×10-12 mol·L-1
随练
9．常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为
①1 mol/L 的盐酸 ②0.1 mol·L－1的盐酸 ③0.01 mol·L－1的NaOH
A．14∶13∶12 B．0∶1∶12
C．1∶10∶100 D．14∶13∶2
随练
10．在水的电离平衡中,c（H+）和c（OH−）的关系如图所示：

（1）A点水的离子积为1×10−14mol2/L2，B点水的离子积为_______.造成水的离子积变化的原因是________。
（2）100℃时，若向溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置?为什么?_______;______.
（3）100℃时,若盐酸中c（H+）=5×10−4 mol/L,则由水电离产生的c（H+）是________

例题
11．在25℃某稀溶液中，由水电离产生的c(H＋)＝10－13mol·L－1。下列有关该溶液的叙述正确的是(　　)
A．该溶液一定呈酸性 B．该溶液一定呈碱性
C．该溶液的pH一定为1 D．该溶液的pH可能为13
例题
12．下列说法正确的是
A．c(H＋)>1.0×10－7 mol·L－1的溶液一定呈酸性
B．c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14的溶液一定呈中性
C．中性溶液中的c(H＋)一定等于1.0×10－7 mol·L－1
D．c(H＋)＝c(OH－)的溶液一定是中性溶液
例题
13．常温下某溶液中由水电离出的c(H＋)为1.0×10－12mol·L－1，下列说法正确的是
A．一定是酸的溶液 B．一定是碱的溶液
C．一定是中性溶液 D．可能是酸性溶液也可能是碱性溶液
随练
14．某溶液中由水电离出的c(H＋)＝10－10mol·L－1，那么该溶液的pH可能为(　　)
A．10 B．4 C．10或4 D．11

15．25 ℃时，下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度之比是（    ）
①1 mol·L－1的盐酸　             ②0.1 mol·L－1的盐酸  
③0.01 mol·L－1的NaOH溶液　    ④1 mol·L－1的NaOH溶液
A．1∶10∶100∶1 B．1∶10－1∶10－12∶10－14
C．14∶13∶12∶14 D．14∶13∶2∶1
16．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
17．25℃时Kw=1.0×10-14，某温度下Kw=1.0×10-12，这说明
A．某温度下的电离常数较大 B．前者的c(H+)较后者大
C．水的电离过程是一个放热过程 D．Kw和K电离无直接关系
18．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，则下列叙述正确的是(　　)
A．c(H＋)随着温度的升高而降低 B．35 ℃时，c(H＋) C．35 ℃时的水比25  ℃时的水电离程度小 D．水的电离是吸热的

考答案：
1．C
【详解】水的电离过程是吸热的过程，升高温度，促进水的电离，氢离子浓度增大。
2．B
【详解】在纯水中，H+和OH﹣均来自于水电离，且水电离出的c（OH﹣）=c（H+）=。
①25℃时Kw=10﹣14，c（OH﹣）==10-7mol/L，故①错误；②加入10﹣6mol NaOH固体，溶液中c（OH﹣）=c（NaOH）==10﹣5mol/L，故②错误；③加入10﹣6molNaCl，NaCl对水的电离没有影响， c（OH﹣）不变，故③正确；④温度不变，Kw不变， c（OH﹣）不变，故④正确。故选B。
3．A
【详解】浓度相等的HCl与NaOH均抑制水的电离，且抑制程度相同，水电离的氢离子等于水电离的氢氧根等于水的离子积常数除以溶液本身氢离子或者氢氧根的浓度，故相等。因温度未知，所以水电离的c(H+)具体数值不能确定。答案选A。
4．B
【详解】c(H＋)·c(OH－)＝KW，KW只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，A正确；滴入少量盐酸后，c(H＋)增大，pH减小，B错误；因c(H＋)·c(OH－)＝KW，c(H＋)增大，则c(OH－)减小，C正确；滴入盐酸，会抑制水的电离，水电离出的c(H＋)减小，D正确
5．(1)③⑤
(2)D

【详解】（1）水电离产生的c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1<1.0×10－7 mol·L－1，水的电离受到了抑制，则溶液可能是酸性溶液也可能是碱性溶液。①若为酸性溶液，则H＋、NO与S2－反应；②若为碱性溶液，则Fe2＋＋2OH－=Fe(OH)2↓；④HCO既不能与H＋大量共存，也不能与OH－大量共存，且Cu2＋与OH－产生沉淀。
（2）水的电离为：H2O⇌H++OH-
A．向水中投入一小块金属钠，与H+反应，c(H+)减小，平衡正向移动，促进水的电离，故A不符合题意；
B．将水加热煮沸，升高温度，促进水的电离平衡，B不符合题意；
C．向水中通入CO2气体，与OH-反应，c(OH-)减小，平衡正向移动，促进水的电离，故C不符合题意；
D．向水中加食盐晶体，不与水电离的H+或OH-反应，平衡不移动，不影响水的电离平衡，故D符合题意。
故选D。
6．C
【详解】水的离子积常数KW=K电离·c(H2O)，一定温度下K电离和c(H2O)都是不变的常数，所以KW仅仅是温度的函数。水的离子积常数的表达式是KW=c(H+)·c(OH－)，只与温度有关溶液中H+的浓度变大，OH－的浓度就变小，反之亦然。
7．A
【分析】纯水中c(H+)= c(OH-)，据此解答；
【详解】纯水呈中性，则纯水中c(H+)= c(OH-)=2.4×10-7 mol/L，故A项正确；
综上，本题选A。
8．A
【详解】0.01 mol·L-1的硫酸溶液中， ，，
故选：A。
9．C
【详解】①1mol/L的盐酸中由水电离出的氢离子浓度mol/L=10-14mol/L，②0.1mol/L的盐酸中由水电离出的氢离子浓度mol/L=10-13mol/L，③0.01mol/L的NaOH中由水电离出的氢离子浓度mol/L=10-12mol/L，由水电离出的氢离子浓度之比为10-14mol/L：10-13mol/L：10-12mol/L=1：10：100，故选C。
10． 10-12mol2/L2 水的电离是吸热过程，升高温度，Kw增大 否 盐酸中氢离子浓度不等于氢氧根浓度 2×10-9mol/L
【分析】（1）c（H+）．c（OH-）=Kw，水的电离是吸热反应，升高温度促进电离；
（2）100℃时，若向溶液中滴加盐酸，溶液中c（H+）增大，c（OH-）减小，溶液中c(H＋)≠c(OH－)；
（3）水电离出的氢离子浓度总是等于水电离出的氢氧根浓度。
【详解】（1）由图可知，B点Kw=c（H+）=c（OH-）=10-6mol/L，则水的离子积Kw=c（H+）·c（OH-）= 10-6 mol/L×10-6 mol/L =10-12 mol2/L2；水的电离是吸热过程，升高温度促进电离，水的离子积增大，故答案为：10-12 mol2/L2；水的电离是吸热过程，升高温度，Kw增大；
（2）100℃时，若向溶液中滴加盐酸，溶液中c（H+）增大，c（OH-）减小，溶液中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点，故答案为：否；盐酸中氢离子浓度不等于氢氧根浓度；
（3）水电离出的氢离子浓度总是等于水电离出的氢氧根浓度，100℃时，若盐酸中c（H+）=5×10−4mol/L,则由水电离产生的c（H+）=水电离产生的c（OH-）==2×10-9mol/L，故答案为：2×10-9mol/L。
11．D
【详解】A. 根据水的离子积常数，可知由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10－13 mol·L－1，这是由于在水中加酸或碱，抑制了水的电离。若水中加酸，溶液呈酸性，若水中加减，溶液呈碱性，故A错误；
B. 若水中加酸，溶液呈酸性，若水中加减，溶液呈碱性，故B错误；
C. 若水中加酸，溶液显酸性则溶液中OH－只来自水的电离，c(H＋)水＝c(OH－)水＝c(OH－)总＝10－13 mol·L－1，由Kw＝c(H＋)总·c(OH－)总得：c(H＋)总＝ mol·L－1＝10－1 mol·L－1，pH＝1；若水中加碱，溶液呈碱性，则溶液中H＋只来自水的电离，c(H＋)总＝c(H＋)水＝10－13 mol·L－1，pH＝13，故C错误；
D. 由分析知，该溶液的pH可能是1可能为13，故D正确；
故选D。
【点睛】常温由水电离的H+、OH-的浓度小于10-7mol/L时，则向水中加入了酸或碱抑制了水的电离，大于10-7mol/L时，则加入了能水解的盐促进了水的电离。
12．D
【详解】A．100℃时，纯水溶液pH=6，则c(H+)＞1.0×10-71mol•L-1的溶液可能呈中性、碱性或酸性，故A错误；
B．常温下c(H+)•c(OH-)=1.0×10-14，该溶液可能呈酸性、碱性或中性，与溶液中H+和OH-浓度相对大小有关，故B错误；
C．中性溶液中的c(H+)不一定等于1.0×10-71mol•L-1，如100℃时，纯水溶液pH=6，故C错误；
D．只要溶液中存在c(H+)=c(OH-)，则该溶液一定是中性溶液，故D正确；
故答案为D。
13．D
【详解】常温下水电离出的c(H＋)为1.0×10－12mol·L－1<1.0×10－7mol·L－1说明抑制了水的电离，可能是加入了OH－或H＋，所以溶液可能是碱性溶液也可能是酸性溶液。
14．C
【详解】水电离的c(H＋)和水电离c(OH－)永远相等，则c(OH－)水＝c(H＋)水＝1.0×10－10mol·L－1。与纯水电离产生c(H＋)＝ 1.0×10－7mol·L－1相比，水的电离受抑制，溶质一般为酸或碱。若为酸的溶液，H＋来源于酸和水，OH－来源于水，c(OH－)水＝c(OH－)＝1.0×10－10mol·L－1，则溶液中c(H＋)＝10－4mol·L－1，pH＝4；若为碱的溶液，H＋来源于水，c(H＋)水＝c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1，OH－来源于碱和水，则c(H＋)＝10－10mol·L－1，pH＝10，故C正确。
综上所述，答案为C。
【点睛】抑制水的电离主要是酸或碱，也可能是部分盐，比如硫酸氢钠，促进水的电离主要是要水解的盐。
15．A
【详解】酸溶液中，氢氧根离子是水电离，碱溶液中氢离子是水电离的，水电离的氢离子浓度等于水电离的氢氧根离子都浓度，①1mol•L-1的盐酸，溶液中氢离子浓度为1mol/L，水电离的氢离子为mol/L=1×10-14mol/L；②0.1mol/L盐酸，溶液中氢离子浓度为0.1mol/L，水电离的氢离子为mol/L =1×10-13mol/L；③0.01mol/L的NaOH 溶液，溶液中氢离子浓度为mol/L =1×10-12mol/L；④1mol/L的NaOH 溶液，溶液中氢离子浓度为mol/L =1×10-14mol/L；所以由水电离产生的c（H+）之比①：②：③：④=1×10-14mol/L：1×10-13mol/L：1×10-12mol/L：1×10-14mol/L=1：10：100：1，答案选A。
【点睛】本题考查了水的电离以及pH的计算，侧重于学生的分析能力和计算能力的考查。电离平衡为H2O⇌H++OH-，在水中加入酸或者碱溶液，导致溶液中氢离子或者氢氧根离子浓度增大，抑制了水的电离；酸溶液中氢氧根离子是水电离的，碱溶液中氢离子是水电离，结合Kw=c（H+）c（OH-）计算该题，从而得解。
16．D
【详解】水的电离为吸热过程，升温促进其电离，c(H+)、c(OH-)均增大，故pH变小，依据Kw= c(H+)·c(OH-)，知Kw也变大；由水电离出的H+与OH- 始终是相等的，即c(H+)=c(OH-)，故纯水始终显中性。故答案选D。
17．A
【详解】A．某温度下的水的离子积大，水电离产生的氢离子、氢氧根离子浓度越大，电离常数越大，因此某温度下电离常数较大，A正确；
B．水的离子积数值越大，氢离子和氢氧根离子浓度越大，故前者氢离子浓度较小，B错误；
C．水的电离是吸热过程，C错误；
D．H2OH++OH-，K电离=，而Kw= K电离×=，D错误；
答案选A。
18．D
【详解】A.由已知在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知，温度升高促进水的电离，氢离子浓度增大，故A错误；
B.在35 ℃时，水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等，即c(H＋)=c(OH－)，水仍是中性，故B错误；
C.水的电离是吸热过程，升温促进电离，所以35 ℃时的水比25 ℃时的水电离程度大，  故C错误；   
D. 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，说明 温度升高平衡常数增大，所以水的电离是吸热过程，故D正确；
故答案：D。
【点睛】根据电离属于吸热反应，升高温度电离程度增大，水的离子积常数只与温度有关，与其他因素无关进行分析解答。