H+结合,水中c(H+)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(OH-)增大,c(OH-)>c(H+),pH>7,C对;向水中加少量FeCl3溶液,Fe3+与OH-结合为弱电解质Fe(OH)3,水中c(OH-)减小,水的电离平衡向正方向移动,c(H+)增大,c(H+)>c(OH-),pH<7,D错。
答案:C
例题3 求算下列溶液中H2O电离的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-)=__________。
思路导航:(1)pH=2的H2SO4溶液中H+来源有两个:H2SO4的电离和H2O的电离,而OH-只来源于水。应先求算c(OH-),即为水电离的c(H+)或c(OH-)。c(H+)=10-2 mol·L-1,则c(OH-)=10-12 mol·L-1,则水电离的c(H+)=c(OH-)=10-12 mol·L-1。
(2)pH=10的NaOH溶液中,OH-有两个H2O的电离和NaOH的电离,H+只来源于水。应先求出c(H+),即为水电离的c(OH-)或c(H+),c(OH-)=10-4 mol·L-1,c(H+)=10-10 mol·L-1,则水电离的c(H+)=c(OH-)=10-10 mol·L-1。
(3)水解的盐,H+或OH-均由水电离产生,水解显酸性的盐应计算其c(H+),水解显碱性的盐应计算其c(OH-)。pH=2的NH4Cl中由水电离产生的c(H+)=10-2 mol·L-1。
(4)pH=10的Na2CO3溶液中由水电离产生的c(OH-)=10-4 mol·L-1。
答案:(1)10-12 mol·L-1 10-12 mol·L-1(2)10-10 mol·L-1 10-10 mol·L-1
(3)10-2 mol·L-1(4)10-4 mol·L-1
【总结提升】
(1)水的离子积常数Kw=c(H+)·c(OH-),其实质是水溶液中的H+和OH-浓度的乘积,不一定是水电离出的H+和OH-浓度的乘积,所以与其说Kw是水的离子积常数,不如说是水溶液中的H+和OH-的离子积常数。即Kw不仅适用于水,还适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H+)H2O=c(OH-)H2O。
(2)水的离子积常数显示了在任何水溶液中均存在水的电离平衡,都有H+和OH-共存,只是相对含量不同而已。
例题下列四种溶液中,室温下由水电离生成的H+浓度之比(①∶②∶③∶④)是()
①pH=0的盐酸 ②0.1 mol·L-1的盐酸
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
思路导航:①中c(H+)=1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中c(OH-)相等,等于1.0×10-14 mol·L-1;
②中c(H+)=0.1 mol·L-1,由水电离出的c(H+)=1.0×10-13 mol·L-1;
③中c(OH-)=1.0×10-2 mol·L-1,由水电离出的c(H+)与溶液中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所述由水电离出的c(H+)=1.0×10-11 mol·L-1。