9.(1)体积相同，c(H+)相同的盐酸和醋酸溶液分别与足量的颗粒大小相同的锌粒反应，开始时产生氢气的速率______________，充分反应后产生氢气的量________(填“相同”、“醋酸的多”或“盐酸的多”)，原因是________________________________________。

(2)在一定量的盐酸中加入足量的锌粒，要使产生氢气的量保持不变，但反应速率加快，可加入____________晶体，理由是________________;要使产生氢气的量不变，但反应速率减慢，可加入________晶体，理由是____________。

可供选择的晶体有：

A.纯碱　B.烧碱　C.胆矾　D.醋酸钠　E.KHSO4

答案　(1)相等　醋酸的多　c(H+)相同，反应开始时的速率相同，c(H+)相同时，醋酸物质的量浓度大，含溶质的物质的量多，所以反应放出的氢气多

(2)C　Zn置换出Cu附在Zn表面构成原电池，使反应速率加快，但由于溶液中H+的量不变，因此产生氢气的量不变　D　CH3COO-与H+结合成弱电解质CH3COOH，致使溶液中c(H+)降低，使反应速率变慢，而溶液中可提供的H+的数量不变，所以放出的氢气的量不变

10.试用简单的实验证明在醋酸溶液中存在着CH3COOH CH3COO-+H+的电离平衡(要求写出简要操作、实验现象及实验能说明的问题)。

答案　方法一：在醋酸溶液中滴入紫色石蕊试液，溶液呈红色，加入醋酸铵固体，振荡溶液，溶液颜色明显变浅。c(H+)变小，是由于加入的CH3COO-使平衡向左移动，由此说明醋酸溶液中存在着醋酸的电离平衡。

方法二：取一定体积的溶液，用pH试纸测其溶液的pH，然后再用蒸馏水将溶液稀释100倍，再测定溶液的pH，若稀释前后溶液的pH改变小于2，说明存在上述电离平衡。

解析　在弱电解质的水溶液中存在着电离平衡，改变外界条件可使电离平衡发生移动，使溶液中各微粒的浓度发生改变，使溶液的酸碱性发生改变。因题目并未限定试剂和方法，故思考的空间比较大，可设计不同的实验方法，如加水稀释，使平衡移动，测pH分析判断;又如加入中性CH3COONH4，看溶液中c(H+)变化对指示剂颜色的改变。

第3课时　常见的弱电解质

[目标要求]　1.理解水的离子积常数。　2.掌握酸碱对水的电离平衡的影响。

一、水的电离平衡

水是一种极弱的电解质，它能发生微弱的电离。

H2O+H2O H3O++OH-　ΔH>0

或2H2O H3O++OH-　ΔH>0，

通常简写为H2O H++OH-　ΔH>0。

二、水的离子积

对于纯水来说，在25℃时，1 L纯水中只有1×10-7 mol H2O电离，根据水的电离方程式，我们可以知道，在纯水中c(H+)=1×10-7 mol•L-1，c(OH-)=1×10-7 mol•L-1，所以，在25℃时，c(H+)•c(OH-)=1×10-14mol2•L-2，通常把c(H+)与c(OH-)的乘积用KW表示，叫做水的离子积常数，简称水的离子积。根据实验验证，在温度一定时，KW是一个常数。升温，KW增大(填“增大”、“减小”或“不变”)，如100℃：c(H+)=1×10-6 mol•L-1，KW=1×10-12mol2•L-2，pH=6，此时溶液呈中性(填“中性”、“酸性”或“碱性”)。降温，KW将减小(填“增大”、“减小”或“不变”)。

三、影响水的电离平衡的因素

1.酸、碱

在纯水中加入酸或碱，均使水的电离平衡左移，此时若温度不变，KW不变，c(H+)发生改变，pH也随之改变;若向水中加入酸，则c(H+)增大，c(OH-)变小，pH变小。

2.温度

由于水电离过程吸热，若升高温度将促进水的电离，故平衡右移，c(H+)、c(OH-)同时增大，pH变小。但由于c(H+)与c(OH-)始终保持相等，故溶液仍显中性。

3.易水解的盐

在纯水中加入能水解的盐，不管水解后溶液显什么性，均促进水的电离，但只要温度不变，KW就不变。

4.其他因素

如向水中加入活泼金属，由于与水电离出的H+直接作用，因而促进水的电离平衡向电离的方向移动。

知识点一　水的电离

1.在某温度时，测得纯水中的c(H+)=2.0×10-7 mol•L-1，则c(OH-)为(　　)

A.2.0×10-7 mol•L-1

B.0.1×10-7 mol•L-1

C.1.0×10-14/2.0×10-7 mol•L-1

D.无法确定

答案　A

解析　根据水的电离方程式H2O H++OH-可知，无论在何种条件下的纯水中，水电离出的c(H+)=c(OH-)。而该温度下的纯水中c(H+)=2.0×10-7 mol•L-1>1.0×10-7 mol•L-1，则所处温度高于25℃，但水电离的c(H+)=c(OH-)=2.0×10-7 mol•L-1，故答案为A。

2.能影响水的电离平衡，并使溶液中的c(H+)>c(OH-)的措施是(　　)

A.向纯水中投入一小块金属钠

B.将水加热煮沸

C.向水中通入SO2

D.向水中加入NaCl

答案　C

解析　A项，水与Na反应，使溶液中的c(H+)c(OH-);D项对水的电离平衡没影响。

3.下列粒子能影响水的电离平衡，且能使水的电离平衡向右移动的是(　　)

A.CH3COOH B.[••O••••••H]-

C.NH+4 D.

答案　C

解析　A项，CH3COOH电离出H+，使水的电离平衡左移;B项，OH-能使水的电离平衡左移;C项，NH+4会水解，使水的电离平衡右移;D项，Cl-不影响水的电离平衡。

知识点二　水的离子积常数

4.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

答案　D

解析　水的电离过程为吸热过程，升高温度使电离平衡向正反应方向移动，c(H+)和c(OH-)均增大，KW增大，pH减小，纯水中c(H+)=c(OH-)，呈中性。

5.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随溶液中c(H+)和c(OH-)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是同一物理量

C.水的离子积常数仅仅是温度的函数，随温度的变化而变化

D.水的离子积常数KW与水的电离平衡常数K是两个没有任何关系的物理量

答案　C

解析　水的离子积常数KW=K•c(H2O)，一定温度下K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-)，但是只要温度一定，KW就是不变的常数，溶液中c(H+)变大，c(OH-)则变小，反之亦然。

6.某温度下，纯水的c(H+)=2.0×10-7 mol•L-1，则此时c(OH-)为____________，KW=________，温度不变，向水中滴入稀盐酸，使c(H+)=5.0×10-5 mol•L-1，则c(OH-)为__________。

答案　2.0×10-7 mol•L-1　4.0×10-14mol2•L-2

8.0×10-10 mol•L-1

解析　纯水中水电离的c(H+)=c(OH-)，所以c(OH-)=2.0×10-7 mol•L-1，KW=c(H+)•c(OH-)=(2.0×10-7)2 mol2•L-2=4.0×10-14mol2•L-2; 若向水中加入盐酸，则c(OH-)=KW5.0×10-5mol•L-1=4×10-145.0×10-5mol•L-1=8.0×10-10 mol•L-1。

练基础落实

1.关于水的离子积常数，下列说法不正确的是(　　)

A.100℃水中，c(H+)•c(OH-)=1×10-14 mol2•L-2

B.纯水中，25℃时，c(H+)•c(OH-)=1×10-14 mol2•L-2

C.25℃时，任何以水为溶剂的稀溶液中c(H+)•c(OH-)=1×10-14 mol2•L-2

D.KW值随温度升高而增大

答案　A

解析　KW只与温度有关，升高温度，KW增大，25℃时，纯水和任何物质的水溶液中KW=c(H+)•c(OH-)=1×10-14 mol2•L-2。

2.在氢硫酸中，c(H+)和c(S2-)的比值是(　　)

A.4 B.2

C.大于2 D.在1～2之间

答案　C

解析　弱电解质的电离为部分电离，电离程度一般很小，氢硫酸是二元弱酸;分两步电离：H2S H++HS-，HS- H++S2-;二级电离更弱，以第一级电离为主。虽然由HS-电离产生的H+与S2-浓度相同，但一级电离产生H+却没有产生S2-，故c(H+)/c(S2-)>2。

3.常温下，某溶液中由水电离的c(H+)=1×10-13 mol•L-1，该溶液可能是(　　)

①二氧化硫水溶液　②氯化铵水溶液　③硝酸钠水溶液　④氢氧化钠水溶液

A.①④ B.①② C.②③ D.③④

答案　A

解析　由水电离的c(H+)=1×10-13 mol•L-1<1×10-7 mol•L-1，即该溶液中的溶质抑制了水的电离，因此要么加碱抑制，要么加酸抑制，故①④正确。

4.在相同温度下，0.01 mol•L-1 NaOH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1.0×10-12 mol•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

答案　A

解析　若该温度下水的离子积常数为KW(这里没有说是25℃)，则在0.01 mol•L-1的NaOH溶液中，由水电离的c(H+)=KWcOH-=KW0.01 mol•L-1。

在0.01 mol•L-1的HCl溶液中，由水电离出的c(H+)=c(OH-)水电离=KW0.01 mol•L-1。

5.关于水的离子积常数KW与水的电离平衡常数Kc的叙述中，正确的是(　　)

A.KW和Kc都随温度的升高而减小

B.KW和Kc数值不同，但单位相同

C.KW和Kc数值相同，但单位不同

D.KW和Kc数值和单位都不同

答案　D

解析　由于水的电离是吸热的，所以升高温度，向电离程度增大的方向移动，H+和OH-浓度增大，故电离平衡常数Kc=cH+•cOH-cH2O增大。而KW=c(H+)•c(OH-)也增大;KW的单位为mol2•L-2，Kc的单位为mol•L-1，所以二者的单位不同;而KW=Kc•c(H2O)，所以二者的数值也不同。

6.室温时，某溶液中由水电离生成的H+和OH-物质的量浓度的乘积为1×10-24，则在该溶液中一定不能大量共存的离子组是(　　)

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-2

答案　D