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关于水得电离及有关计算
只有深入理解水得电离,才能对PH得计算与盐类得水解有一个本质得认识,本文对水得电离及有关计算作一探讨。
一.水得电离
1.水得离子积常数
人们通常认为水就是不导电得,但用精密仪器测定时,发现水有微弱地导电性,表明水就是极弱得电解质,能电离出极少量得H+与OH-,其电离方程式为:H2O+H2OH3O+ + OH-,简写为H20H++OH-。
水得电离就是水分子与水分子之间得相互作用而引起得,因此极难发生。实验测得,25℃时1L纯水中只有1×10-7mol得水分子发生电离。由水分子电离出得H+与OH-数目在任何情况下总相等,电离前后H2O得物质得量几乎不变,因此c(H+)×c(OH-)=K电离×c(H2O) =Kw, Kw就是一个新得常数,叫做水得离子积常数,简称水得离子积。　　
知识要点
H20H++OH-(正反应吸热),25°C时C(H+)=C(OH-)=10-7mol/L,水得离子积为10-14mol/L。理解水得离子积要注意三个方面:
①水得离子积与温度有关,因水得电离过程吸热,升温有利于水得电离,水得离子积增大。如:100°C时,水得离子积为10-12mol/L。
②水得离子积揭示了在任何水溶液中都存在水得电离平衡,都有H+与OH-共存,只就是相对含量不同。
③水得离子积不仅适用于纯水,还适用于酸性溶液或就是碱性溶液。且都有C(H+)水=C(OH-)水。如:
    酸性溶液中:｛C(H+)酸+C(H+)水｝•C(OH-)水=Kw
碱性溶液中:｛C(OH-)碱+C(OH-)水｝•C(H+)水=Kw
2:影响水电离得因素
(1)温度
因为水得电离就是一个吸热反应,所以升温总就是促进水得电离,故温度越高,Kw越大。Kw只有温度有关。
25℃ Kw= c(H+)×c(OH-)=10-14
100℃ Kw= c(H+)×c(OH-)=10-12
(2)外加酸、碱
加酸,增加c(H+),水得电离左移
加碱,增加c(OH-),水得电离左移
小结:往水中加酸或加碱,总就是抑制水得电离。
(3)加入盐
①加入强酸强碱盐 对水得电离无影响
②加入强酸弱碱盐
③加入强碱弱酸盐 均促进水得电离。
④加入弱酸弱碱盐
小结:能水解得盐(除酸式盐不确定外)总就是促进水得电离,
　　 (4)活泼金属。总就是促进水得电离。
二.有关计算
例题1: 由水电离出得氢离子浓度为C(H+)=10-11mol/L时,溶液得PH____           
解析:
由于常温下,溶液中由水电离产生得c(H+)=1×10-11mol/L,由水电离产生得c(OH-)=1×10-11mol/L,而常温下纯水中由水电离产生得c(H+)=1×10-7mol/L,可知就是抑制了水得电离,若加酸抑制,则氢氧根离子得浓度就就是水电离 得。利用水得离子积常数求得溶液中氢离子得浓度为10-3mol/L(水电离得氢离子几乎可忽略不计),该溶液得PH为3;若加碱,溶液中得氢离子就就是水电离得氢离子,PH值为11
答案:11或3
规律提升:1、 25°C时,水电离产生得c(H+)=1×10-7mol/L, ,而现在溶液中由水电离产生得c(H+)=1×10-11mol/L,可知就是抑制了水得电离,溶液可能显酸性,也可能显碱性,有两种情况。
2、 酸性溶液中水电离得氢离子几乎可忽略不计;碱性溶液中水电离得氢氧根离子可忽略不计。
例题2:(2011四川)时,在等体积得 ① pH=0得H2SO4溶液、②0、05mol/L得
Ba(OH)2溶液,③pH=10得Na2S溶液,④pH=5得NH4NO3溶液中,发生电离得水得物质得量之比就是
A、1:10:10:10 B、1:5:5×10:5×10
C、1:20:10:10 D、1:10:10:10
解析:根据H20H++OH-可知,H2SO4溶液、Ba(OH)2溶液抑制水得电离,根据溶液得H2SO4溶液得PH或Ba(OH)2溶液中c(OH-)计算水得电离得物质得量,Na2S溶液、NH4NO3溶液促进水得电离,根据PH可直接求出发生电离得水得物质得量,进而计算物质得量之比.
解:设溶液得体积为1L,
①中pH=0得H2SO4中c(H+)=1、0 mol•L-1,c(OH-)=1、0×10-14mol•L-1,水电离得物质得量为1、0×10-14mol;
②中c(OH-)=0、1 mol•L-1,c(H+)=1、0×10-13mol•L-1,水电离得物质得量为1、0×10-13mol;
③中c(OH-)=1、0×10-4mol•L-1,水得电离得物质得量为1、0×10-4mol;
④中c(H+)=1、0×10-5mol•L-1,水得电离得物质得量为1、0×10-5mol.
故①②③④中水得电离得物质得量之比为:1、0×10-14mol:1、0×10-13mol:1、0×10-4mol1:1、0×10-5mol=1:10:1010:109,A项正确.
故选A.
方法总结: 关于水电离出c(H+)或c(OH-)或水得量得方法:
1、溶质就是酸,就求c(OH-),因为酸中得OH-就是水电离出得。
2、溶质就是碱,就求,因为碱中得H+就是水电离出得。
若温度为25℃,1与2中c(OH-)或c(H+)将小于1、0×10-7mol•L-1
3、溶质就是盐,若溶液显酸性,就求c(H+)
若溶液显碱性,就求c(OH-)
若温度为25℃,3中c(OH-)或c(H+)将大于1、0×10-7mol•L-
练习:
1. 在25°C时得纯水中通入一定量得氯化氢,当溶液得PH=1时,则由水电离得C(H+)就是(   )
    A   10-1mol/L  B   10-6mol/L   C   10-8mol/L   D   10-13mol/L
2、(2007年高考理综天津卷·11)25 ℃时,水得电离达到平衡:H2OH＋＋OH－;DH＞0,下列叙述正确得就是
A.向水中加入稀氨水,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.向水中加入少量固体CH3COONa,平衡逆向移动,c(H＋)降低
D.将水加热,KW增大,pH不变
3.室温下,在PH都等于9得NaOH与CH3COONa两种溶液中,设由水电离产生得OH-浓度分别为amol/L,与bmol/L,a与b得关系为( )
A, a>b, B ,a=10-4b, C ,b=10-4a D a=b
4.25°C时,由水电离出得c(H+)=1×10-12mol/L得溶液中,一定能大量共存得离子组就是
A、Al3+ NH4+ SO42- Cl-
B、Na+ K+ SO42- CO32-
C、K+ Fe2+ Cl- MnO4-
D、Ba2+ Na+ Cl- NO3-
5.25℃时,PH=12、0得KOH溶液中,由水电离出得c(OH-)=( );pH=12、0得KCN溶液中,由水电离出得c(OH-)= ( )
答案:1、D 2、B 3、B 4、D 5、10-12 10-2