李曉峰

常考知識點一、水的電離及水的離子積常數(shù)

1.水的電離：水是極弱的電解質(zhì)，水的電離方程式為

H2O+H2OH3O++OH-

或H2OH++OH-

2.水的離子積常數(shù)： Kw=c（H+）·c（OH-）。

（1）室溫下（25℃）：Kw=1×10-14；100℃時，Kw=1×10-12。

（2）影響因素：只與溫度有關，升高溫度，Kw增大。

（3）適用范圍：Kw不僅適用于純水，也適用于稀的電解質(zhì)水溶液，即：酸性或堿性的稀溶液，不管哪種溶液均有：c（H+）水=c（OH-）水，c（H+）溶液·c（OH-）溶液=Kw。

（4）Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+和OH-，只要溫度不變，Kw不變。

例1（1）與純水的電離相似，液氨中也存在著微弱的電離：

2NH3NH+4+NH-2

據(jù)此判斷以下敘述中錯誤的是 （ ）。

A.液氨中含有NH3、NH+4、NH-2等微粒

B.一定溫度下液氨中c（NH+4）·c（NH-2）是一個常數(shù)

C.液氨的電離達到平衡時c（NH3）=c（NH+4）=c（NH-2）

D.只要不加入其他物質(zhì)，液氨中c（NH+4）=c（NH-2）

（2）完成下列反應的化學方程式

①在液氨中投入一小塊金屬鈉，放出氣體。

②NaNH2溶于水的反應。

③類似于“H++OH-H2O ”的反應。

解析此題要求掌握水自偶的實質(zhì)（水分子電離產(chǎn)生的H+與H2O結合形成H3O+）

以及水的電離平衡，并能遷移應用于對NH3電離的認識：NH3分子電離產(chǎn)生H+和NH-2，H+與NH3結合生成NH+4，液氨電離產(chǎn)生等量的NH-2與NH+4，一定溫度下離子濃度乘積為一常數(shù)；NH+4類似于H+，NH-2類似于OH-，所以其答案為：（1）C（2）①2Na+2NH3H2↑+2NaNH2； ②NaNH2+H2ONaOH+NH3↑或NH-2+H2OOH-+NH3↑

；③NH-2+NH+42NH3↑或NH4Cl+NaNH22NH3↑+NaCl

例2某溫度下純水中c（H+）=2×10-7 mol/L，則此時溶液中的c（OH-）=。

若溫度不變，滴入稀鹽酸使c（H+）=5×10-6 mol/L，則此時溶液中的c（OH-）=

。

解析由水電離產(chǎn)生的H+與OH-量始終相等，知純水中c（H+）水=c（OH-） 水。根據(jù)純水中c（H+）與c（OH-）可求出此溫度下水的Kw的值，由Kw的性質(zhì)（只與溫度有關，與離子濃度無關），若溫度不變，稀鹽酸中Kw仍為此值，利用此值可求出鹽酸中的c（OH-）。所以其答案為：純水中c（H+）水=c（OH-） 水=2×10-7 mol/L，Kw=

c（H+）·c（OH-）=2×10-7×2×10-7=4×10-14；稀鹽酸中c（OH-）= Kw/c（H+）=（4×10-14）/（5×10-6）=8×10-9 mol/L

?？贾R點二、水電離平衡的影響因素及平衡移動方向的判斷

外界條件影響水電離平衡的因素主要有以下幾點：

1.溫度：水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離平衡右移，電離程度增大，c（H+）和c（OH-）同時增大，Kw增大，但由于c（H+）和

c（OH-）始終保持相等，故仍呈中性。

2.酸、堿：向純水中加入酸或堿，由于酸（堿）電離產(chǎn)生的H+（OH-），使溶液中的c（H+）或

c（OH-）增大，使水的電離平衡左移，水的電離程度減小。

3.含有弱酸根離子或弱堿陽離子的鹽：在純水中加入含有弱酸根離子或弱堿陽離子的鹽，由

于它們能跟水電離出的H+或OH-結合生成難電離物，使水的電離平衡右移，水的電離程度增大。

4.強酸的酸式鹽：向純水中加入強酸的酸式鹽，如加入NaHSO4，由于電離產(chǎn)生H+，增大c（H+），使水的電離平衡左移，抑制了水的電離。

5.加入活潑金屬：向純水中加入活潑金屬，如金屬鈉，由于活潑金屬能與水電離的H+直接作用，產(chǎn)生氫氣，促進水的電離。

外界條件對水電離平衡的影響見表1。

其他：如加入Na正不變增大增大減小

例3能促進水的電離，并使溶液中c（H+）>c（OH-）的操作是 （ ）。

（1）將水加熱煮沸；（2）向水中投入一小塊金屬鈉；（3）向水中通CO2；（4）向水中通NH3；（5）向水中加入明礬晶體；（6）向水中加入NaHCO3固體；（7）向水中加NaHSO4固體。

A.（1）（3）（6）（7） B.（1）（3）（6）

C.（5）（7） D.（5）

解析本題主要考查外界條件對水的電離平衡的影響，按上述歸納知，能促進水的電離的條件可能有加熱，加可水解的鹽，加能與水反應的物質(zhì)等，但本題除促進水的電離外，還符加了條件c（H+）>c（OH-），盡管（1）（2）（5）（6）都能促進水的電離，但唯有（5）中c（H+）>c（OH-），所以本題正確選項應為D。

例425 ℃時，相同物質(zhì)的量濃度的下列溶液：①NaCl；②NaOH；③H2SO4；

④（NH4）2SO4，其中水的電離程度按由大到小順序排列的一組是（）。

A.④>③>②>①B.②>③>①>④

C.④>①>②>③ D.③>②>①>④

解析分析四種物質(zhì)可知②NaOH、③H2SO4抑制水的電離，①NaCl不影響水的電離平衡，④（NH4）2SO4促進水的電離（NH+4水解），在②③中H2SO4為二元強酸，產(chǎn)生的c（H+）大于NaOH產(chǎn)生的c（OH-），抑制程度更大，故順序為④>①>②>③，所以本題可選C。endprint

?？贾R點三、水電離的c（H+）或c（OH-）的計算

要正確計算水電離的c（H+）或c（OH-），必須弄清各種溶液中H+或OH-的來源，其具體要點可歸納如下：

1.常溫下，中性溶液：c（H+）水=c（OH-）水=1×10-7 mol·L-1

2.溶質(zhì)為酸的溶液 ：c（H+）應該是酸電離產(chǎn)生的H+與水電離產(chǎn)生的H+之和，但由于水電離產(chǎn)生的H+遠遠小于酸電離產(chǎn)生的H+，一般把水電離產(chǎn)生的H+忽略，實際上酸溶液中OH-全部來自水的電離，即c（OH-）溶液=c（OH-）水=c（H+）水。

例如：計算pH=2的鹽酸溶液中水電離出的c（H+）=？

方法：先求出溶液中的c（OH-）水=

c（OH-）溶液=Kw/（1×10-2） mol·L-1=1×10-12 mol·L-1，即水電離出的c（H+）水=c（OH-）水=1×10-12 mol·L-1。

3.溶質(zhì)為堿的溶液：c（OH-）應該是堿電離產(chǎn)生的c（OH-）與水電離產(chǎn)生的c（OH-）之和，但由于水電離產(chǎn)生的c（OH-）遠遠小于堿電離產(chǎn)生的c（OH-），一般把水電離產(chǎn)生的OH-忽略，實際上堿中H+全部來自于水的電離，即c（H+）溶液=c（H+）水=c（OH-）水。

例如：計算pH=12的NaOH溶液中水電離出的c（OH-）=？

方法： 因為溶液中：c（H+）水=c（H+）溶液=1×10-12 mol·L-1，即水電離出的c（OH-）水=c（H+）水=1×10-12 mol·L-1。

4.水解呈酸性或堿性的鹽溶液：

例如：（1）pH=5的NH4Cl溶液中H+全部來自于水的電離，由水電離c（H+）水=1×10-5 mol·L-1，因為部分OH-與部分NH+4結合，溶液中c（OH-）溶液=Kw/（1×10-5） mol·L-1=1×10-9 mol·L-1。

（2）pH=12的Na2CO3溶液中OH-全部來自水的電離，由水電離出的c（OH-）水=Kw/（1×10-12） mol·L-1=10-2 mol·L-1。

結論：能水解的鹽溶液中，顯強性對應的離子濃度就是水中相應離子的濃度。即強酸弱堿鹽中：c（H+）溶液=c（H+）水 ；強堿弱酸鹽中：

c（OH-）溶液=c（OH-）水。

特別注意：

（1）注意區(qū)分溶液組成和性質(zhì)的關系：酸性溶液不一定是酸溶液，堿性溶液不一定是堿溶液。

（2）溫度相同、pH相同的溶液對水的電離程度影響并不一定相同。

例如：pH=3的鹽酸和NH4Cl溶液，前者抑制水的電離，后者反而促進水的電離；

又如：pH=10的NaOH溶液和CH3COONa溶液，前者抑制水的電離，后者反而促進水的電離。

（3）常溫時，由水電離產(chǎn)生的c（H+）<1×10-7 mol/L的溶液，因水的電離受到抑制，可能是酸性溶液也可能是堿性溶液。

例5求算下列常溫下溶液中由H2O電離的c（H+）和c（OH-）。

（1）pH=2的H2SO4溶液 c（H+）=

，c（OH-）=。

（2）pH=10的NaOH溶液 c（H+）=，

c（OH-）=。

（3）pH=2的NH4Cl溶液 c（H+）=。

（4）pH=10的Na2CO3溶液c（OH-）=

。

解析（1）pH=2的H2SO4溶液中，H+來源有兩個：H2SO4的電離和H2O的電離，而OH-只來源于水，應先求算c（OH-），即為水電離的c（OH-）。

（2）pH=10的NaOH溶液中，OH-有兩個來源：H2O的電離和NaOH的電離，H+只來源于水，應先求出c（H+），即為水電離的c（H+），c（H+）=1×10-10 mol·L-1，則水電離的c（H+）=c（OH-）=1×10-10 mol·L-1。

（3）（4）水解的鹽溶液中的H+或OH-均由水電離產(chǎn)生，水解顯酸性的鹽應計算其c（H+），水解顯堿性的鹽應計算其c（OH-），pH=2的NH4Cl中由水電離產(chǎn)生的c（H+）水=1×10-2 mol·L-1；pH=10的Na2CO3溶液中由水電離產(chǎn)生的

c（OH-）水=1×10-4 mol·L-1。

所以本題答案為：

（1）1×10-12 mol·L-11×10-12 mol·L-1

（2）1×10-10 mol·L-11×10-10 mol·L-1

（3）1×10-2 mol·L-1

（4）1×10-4 mol·L-1

例6下列四種溶液中，室溫下由水電離生成的H+濃度之比（ ①∶②∶③∶④ ）是（）。

①pH=0的鹽酸；②0.1 mol·L-1的鹽酸；③0.01 mol·L-1的NaOH溶液；④pH=11的NaOH溶液。

A.1∶10∶100∶1 000 B.0∶1∶12∶11

C.14∶13∶12∶11 D.14∶13∶2∶3

解析①中c（H+）=1 mol·L-1，由水電離出的c（H+）與溶液中c（OH-）相等，等于1.0×10-14 mol·L-1；

②中c（H+）=0.1 mol·L-1，由水電離出的c（H+）=1.0×10-13 mol·L-1；

③中c（OH-）=1.0×10-2 mol·L-1，由水電離出的c（H+）與溶液中c（H+）相等，等于1.0×10-12 mol·L-1；

④中c（OH-）=1.0×10-3 mol·L-1，同③所述由水電離出的c（H+）=1.0×10-11 mol·L-1。endprint

即（1.0×10-14）∶（1.0×10-13）∶（1.0×10-12）∶（1.0×10-11）=1∶10∶100∶1000，所以本題答案為：A。

?？贾R點四、由水電離產(chǎn)生的OH-或H+的大小，判斷溶液的酸堿性

此類題型的特點是：某溶液中由水電離產(chǎn)生的OH-或H+大小給出，來判斷溶液的酸堿性求pH或判斷溶液中離子能否共存。

例7某溶液中，25℃時由水電離產(chǎn)生的c（H+）=1×10-11mol·L-1，則該溶液的pH可能為（ ）。

A.11 B.3 C.8 D.7

解析在稀酸或稀堿溶液中，始終存在：c（H+）溶·c（OH-）溶=1×10-14（25℃），

c（H+）水=c（OH-）水而本題中25℃時由水電離產(chǎn)生的c（H+）=1×10-11mol·L-1，顯然此溶液中水的電離受到抑制，該溶液可能為酸溶液，也可能為堿溶液，所以可分為兩種情況討論：（1）若為酸溶液，則溶液中的OH-全部是由水電離出，且c（OH-）溶液=c（OH-）水=c（H+）水=1×10-11mol·L-1，溶液中的總H+濃度為：c（H+）溶=Kw/c（OH-）溶=1×10-3mol·L-1，則溶液pH=3；（2）若為堿溶液，則溶液中的H+全部是由水電離產(chǎn)生，且c（H+）溶=c（H+）水=1×10-11mol·L-1， pH=-lgc（H+）=11，所以本題答案為：A、B。

例8室溫時，某溶液中由水電離生成的H+和OH-物質(zhì)的量濃度的乘積為1×10-24，則在該溶液中一定不能大量共存的離子組是（ ）。

A.Al3+、Na+、NO-3、Cl-

B.K+、Na+、Cl-、CO2-3

C.NH+4、Na+、Cl-、SO2-4

D.NH+4、K+、SiO2-3、NO-3

解析由水電離生成的H+和OH-物質(zhì)的量濃度的乘積為1×10-24知，水電離受到抑制，可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液，D中離子既不能在酸性溶液中大量共存，也不能在堿性溶液中大量共存，所以本題答案為D。

鞏固練習 ：

1、一定溫度下，水存在H2O H++OH- ΔH>0的平衡，下列敘述一定正確的是 （ ）

A.向水中滴入少量稀鹽酸，平衡逆向移動，Kw減小

B.將水加熱，Kw增大，pH減小

C.向水中加入少量固體CH3COONa，平衡逆向移動，c（H+）降低

D.向水中加入少量固體硫酸鈉，c（H+）=10-7 mol·L-1，Kw不變

2、下列粒子能影響水的電離平衡，且能使水的電離平衡向右移動的是（ ）

A.CH3COOH B.[··O······H]- C.NH+4 D.

3、25℃時，某溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H+）和c（OH-）的乘積為1×10-18，則下列說法正確的是（ ）

A.該溶液的pH一定是9 B.該溶液的pH可能為5

C.該溶液的pH可能是7 D.不會有這樣的溶液

4、常溫下，某溶液中由水電離的c（H+）=1×10-13 mol·L-1，該溶液可能是（ ）

①二氧化硫水溶液 ②氯化銨水溶液 ③硝酸鈉水溶液 ④氫氧化鈉水溶液

A.①④ B.①② C.②③ D.③④

5、短周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大，其簡單離子都能破壞水的電離平衡的是（ ）

A.W2-、X+ B.X+、，Y3+ C.Y3+、Z2- D.X+、Z2-

參考答案及提示：

1、B（提示：因A Kw不變，C項，平衡應正向移動；D項，由于沒有指明溫度，c（H+）不一定等于10-7）

2、C（提示：A項，CH3COOH電離出H+，使水的電離平衡左移；B項，OH-能使水的電離平衡左移；C項，NH+4會水解，使水的電離平衡右移；D項，Cl-不影響水的電離平衡）

3、B（提示：該溶液中水提供的c水（OH-）=c水（H+）=1×10-9 mol·L-1。顯然遠比純水提供的c（H+）和c（OH-）小得多，這說明水的電離受到了酸或堿的抑制。若為酸溶液，則酸提供的

c（H+）=1×10-5 mol·L-1，pH=5；若為堿溶液，則堿提供的c（OH-）=1×10-5 mol·L-1，即pH=9）

4、A（提示：由水電離的c（H+）=1×10-13 mol·L-1<1×10-7 mol·L-1，即該溶液中的溶質(zhì)抑制了水的電離，因此要么加堿抑制，要么加酸抑制，故①④正確）

5、C（提示：依“短周期元素”“原子序數(shù)依次增大”和選項中離子所帶的電荷數(shù)，可以判斷出四種元素對應的離子分別是O2-、Na+、Al3+和S2-，其中Na+對水的電離平衡無影響，故排除A、B、D三項）

（收稿日期：2016-02-15）endprint