《2024年新编高中同步作业高中化学选修1人教版》

任务型课堂
任务一 水的电离
[探究活动]
通常认为水是不导电的，但用精密仪器测定时，发现水有微弱的导电性，这表明水能电离出极少量的$H^{+}$和$OH^{-}$，以下是用电导仪测定水的电导率的装置图：

活动1 对于水的电离平衡：$H_{2}O\rightleftharpoons H^{+}+OH^{-}$ $\Delta H＞0$，升高温度，平衡如何移动？$c(H^{+})$、$c(OH^{-})$、$K_{w}$如何变化？
活动2 甲同学认为，在水中加入$H_{2}SO_{4}$，水的电离平衡向左移动，解释是加入$H_{2}SO_{4}$后$c(H^{+})$增大，平衡左移。乙同学认为，加入$H_{2}SO_{4}$后，水的电离平衡向右移动，解释为加入$H_{2}SO_{4}$后，$c(H^{+})$浓度增大，$H^{+}$与$OH^{-}$中和，平衡右移。你认为哪种说法正确？并说明原因。水的电离平衡移动后，溶液中$c(H^{+})\cdot c(OH^{-})$是增大还是减小？
活动3 在水的离子积常数$K_{w}=c(H^{+})\cdot c(OH^{-})$中，$c(H^{+})$、$c(OH^{-})$都是水电离出的$c(H^{+})$、$c(OH^{-})$吗？在酸或碱溶液中水电离出的$c(H^{+})$与$c(OH^{-})$还相等吗？

答案： 提示：向右移动，$c(H^{+})$、$c(OH^{-})$、$K_{w}$均增大。
@@提示：甲正确，温度不变，$K_{w}$是常数，加入$H_{2}SO_{4}$，$c(H^{+})$增大，平衡左移。$c(H^{+})\cdot c(OH^{-})$不变，因为$K_{w}$仅与温度有关，温度不变，则$K_{w}$不变，与外加酸、碱、盐无关。
@@提示：$K_{w}=c(H^{+})\cdot c(OH^{-})$中，$c(H^{+})$、$c(OH^{-})$不一定都是水电离出来的。在酸或碱溶液中水电离出的$c(H^{+})$与$c(OH^{-})$相等。

1. 下列说法中，正确的是 （ ）
A. 在任何条件下，纯水的pH都等于7
B. 在任何条件下，纯水都呈中性
C. 在95℃时，纯水的pH大于7
D. 在95℃时，纯水中$c(H^{+})$小于$10^{-7}mol\cdot L^{-1}$

答案： B 解析：室温下，纯水的pH才等于7，A错误；任何条件下，纯水中$c(H^{+}) = c(OH^{-})$，呈中性，B正确；加热能促进水的电离，故95℃时纯水的$c(H^{+})$大于$10^{-7}mol\cdot L^{-1}$，pH小于7，C、D错误。

2. 常温下，在0.01mol·L⁻¹氨水中，水的离子积是 （ ）
A. $1×10^{-14}$
B. $1×10^{-12}$
C. $1×10^{-2}$
D. $1×10^{-16}$

答案： A 解析：水的离子积只与温度有关，温度不变，水的离子积不变，常温下，水的离子积是$1\times10^{-14}$，答案选A。

3. 25℃时，下列有关水的电离平衡叙述正确的是 （ ）
A. 向平衡体系中加入水，$c(H^{+})$增大
B. 向水中通入少量HCl气体，$\frac{c(H^{+})}{c(OH^{-})}$增大
C. 将水加热，$K_{w}$增大，酸性增强
D. 向水中加入少量NaOH固体，平衡正向移动，$c(H^{+})$减小

答案： B 解析：向平衡体系中加入水，温度不变，$K_{w}$不变，纯水中$c(H^{+})$不变，A错误；向水中通入少量HCl气体，$c(H^{+})$增大，$K_{w}$不变，$c(OH^{-})$减小，所以$\frac{c(H^{+})}{c(OH^{-})}$增大，B正确；将水加热，促进水的电离，$c(H^{+})$增大，$K_{w}$增大，水还是中性，C错误；向水中加入少量NaOH固体，$c(OH^{-})$增大，平衡逆向移动，$c(H^{+})$减小，D错误。

4. 常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为 （ ）
①1mol·L⁻¹的盐酸 ②0.1mol·L⁻¹的盐酸 ③0.01mol·L⁻¹的NaOH
A. 1∶10∶100
B. 0∶1∶12
C. 14∶13∶12
D. 14∶13∶2

答案： A 解析：①$1mol\cdot L^{-1}$的HCl溶液中$c(H^{+}) = 1mol\cdot L^{-1}$，由水电离出的$c_{水}(H^{+}) = 10^{-14}mol\cdot L^{-1}$，②$0.1mol\cdot L^{-1}$的HCl溶液中，$c(H^{+}) = 0.1mol\cdot L^{-1}$，由水电离出的$c_{水}(H^{+}) = 10^{-13}mol\cdot L^{-1}$，③$0.01mol\cdot L^{-1}$的NaOH溶液中，$c(OH^{-}) = 0.01mol\cdot L^{-1}$，由水电离出的$c_{水}(H^{+}) = 10^{-12}mol\cdot L^{-1}$，则三种溶液中由水电离出的氢离子浓度之比为$10^{-14}:10^{-13}:10^{-12}=1:10:100$。