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人教高二化学选修4化学反应原理-水电离的计算规律

水电离的计算规律
有关水的电离平衡的题型很多,其中较难理解的是计算不同溶液中水电离产生的H+或OH-浓度。

下面就这类题目的解题规律和方法略加分析,供学习参考。

一、水电离的计算规律
解此类题要注意一个关键问题,即由水电离出的c(H+)始终等于水电离出的c(OH-)。

1.中性溶液:c(H+)水= c(OH-)水=1.0×10-7 mol/L(除特别说明,本文默认温度为25℃,下同)。

2.溶质为酸的溶液:H+来源于酸的电离和水的电离,而OH-只来源于水,水电离产生的H+可以忽略不计。

例如,计算pH=2的盐酸中,由水电离出的c(H+)水,需先求出溶液中的c(OH-)水=10-12 mol/L,再由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水,得出结果。

3.溶质为碱的溶液:OH-来源于碱的电离和水的电离,而H+只来源于水,水电离产生的OH-可以忽略不计。

例如,pH=12的NaOH溶液中,c(H+)水=10-12mol/L,则水电离产生的c(OH-)水=c(H+)水=10-12 mol/L。

4.水的电离是吸热过程,温度升高,促进水的电离,K W增大,pH减小,但c(H+)水=c(OH )水。

二、典型例题分析
例1室温时,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(OH-)= 。

解析根据题意,在0.1 mol/L的盐酸溶液中,c(H+)= 0.1 mol/L;根据室温时水的离子积常数的关系式,变形可得:c(OH-)=K W/ c(H+)=(1×10-14)/(1×10-1)=1×10-13(mol/L)。

溶液中的c(OH-)应当是1×10-13 mol/L。

答案1×10-13 mol/L
例2 常温下,下列四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比依次为()
①pH=0的盐酸②0.1mol/L的盐酸
③0.01mol/L的氢氧化钠溶液④pH=11的氢氧化钠溶液
A.1:10:100:1000 B.0:1:12:11
C.14:13:12:11 D.14:13:2:3
解析①pH=0的盐酸中,c(H+)酸=1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/1=1×10-14mol/L;
②0.1 mol/L的盐酸中,c(H+)酸=0.1mol/L,c(H+)水= c(OH-)=1×10-14/0.1 =1×10-13mol/L;
③0.01mol/L的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-2mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-2=1×10-12 mol/L;
④pH=11的NaOH溶液中,c(OH-)碱=1×10-3mol/L,c(H+)水=1×10-14/10-3=1×10-11mol/L。

则这四种溶液中,由水电离出的H+浓度之比为:1×10-14:1×10-13:1×10-12:1×10-11=
1:10:100:1000
答案 A。

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