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第九章　水溶液中的离子反应与平衡
第42讲　水的电离和溶液的pH
化学
内容索引
考点一　水的电离
考点二　溶液的酸碱性与pH
第一部分
第二部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
课时作业
第四部分
必备知识整合
01
对点题组突破
02
高考真题演练
第三部分
1．了解水的电离、离子积常数(Kw)。2.了解溶液pH的含义及其测定方法，能进行pH的简单计算。
考点一　水的电离
第
分
部
一
1．水的电离方程式
水是极弱的电解质，其电离方程式为______________________________，可简写为_____________________________。
必备知识整合
H2O＋H2O H3O＋＋OH－
H2O H＋＋OH－
2．水的离子积常数
3．外界条件对水电离平衡的影响
逆移
改变条件 平衡移动方向 Kw 水的电离程度 c(OH－) c(H＋)
HCl ____ ____ ____ ____ ____
NaOH ____ ____ ____ ____ ____
Na2CO3 ____ ____ ____ ____ ____
NaHSO4 ____ ____ ____ ____ ____
加热 ____ ____ ____ ____ ____
不变
减小
减小
增大
逆移
不变
减小
增大
减小
正移
不变
增大
增大
减小
逆移
不变
减小
减小
增大
正移
不变
增大
增大
增大
正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)水的离子积即水的电离平衡常数。(　 　 )
(2)在表达式Kw＝c(H＋)·c(OH－)中c(H＋)、c(OH－)一定是水电离出的。(　 　 )
(3)将水加热，Kw和c(H＋)均增大。(　 　 )
(4)25 ℃时NH4Cl溶液的Kw小于100 ℃时NaCl溶液的Kw。(　 　 )
(5)向0.1 mol·L-1的醋酸中逐滴滴加NaOH溶液，水的电离程度逐渐增大。(　 　 )
×
×
√
√
×
1．一定温度下，水存在H2O H＋＋OH－　ΔH>0的平衡，下列叙述一定正确的是(　　)
A．向水中滴入少量稀盐酸，平衡逆向移动，Kw减小
B．将水加热，Kw增大，pH减小
C．向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c(H＋) 降低
D．向水中加入少量固体硫酸钠，c(H＋)＝10-7 mol·L-1，Kw不变
对点题组突破
B
题组一　水的电离及影响因素
解析：A项，Kw应不变；C项，平衡应正向移动；D项，由于没有指明温度，c(H＋)不一定等于10-7 mol·L-1。
2．计算下列溶液中水电离出的c水(H＋)或c水(OH－)。
(1)常温下，0.01 mol·L-1的盐酸中，c水(H＋)＝_____________________。
(2)常温下，pH＝4的亚硫酸溶液中，c水(H＋)＝__________________。
(3)常温下，pH＝10的KOH溶液中，c水(OH－)＝____________________。
1×10-12 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
1×10-10 mol·L-1
(4)常温下，pH＝4的NH4Cl溶液中，c水(H＋)＝______________________。
(5)常温下，pH＝10的CH3COONa溶液中，c水(OH－)＝______________。
1×10-4 mol·L-1
1×10-4 mol·L-1
溶液中c水(H＋)或c水(OH－)的计算方法
(1)酸、碱抑制水的电离，酸溶液中求c水(H＋)，即c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(OH－)，碱溶液中求c水(H＋)，即c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(H＋)。
(2)水解的盐促进水的电离，故c水(H＋)等于显性离子的浓度。
酸性：c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(H＋)
碱性：c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(OH－)
(3)酸式盐溶液
酸式酸根以电离为主：c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(OH－)。
酸式酸根以水解为主：c水(H＋)＝c水(OH－)＝c(OH－)。
题组二　水的电离平衡曲线分析
3．如图三条曲线表示不同温度下水的离子积常数，下列说法不正确的是(　　)
A．图中温度：T3>T2>T1
B．图中pH关系：pH(B)＝pH(D)＝pH(E)
C．图中五点Kw间的关系：E>D>A＝B＝C
D．C点可能是显酸性的盐溶液
D
解析：水的电离是吸热过程，升高温度促进水电离，则水中c(H＋)、
c(OH－)及离子积常数增大，根据题图知，温度：T3>T2>T1，A正确；B、D、E三点溶液的氢离子浓度相等，则pH相等，B正确；温度高低顺序是A＝B＝CD>A＝B＝C，C正确；C点时，Kw＝1×10-14，c(OH－)＝1×10-6 mol·L-1，溶液的pH＝8，显碱性，D错误。
4．如图为不同温度下水的电离平衡曲线，已知pOH＝－lg c(OH－)，下列说法正确的是(　　)
A．T1和T2的关系：T1>T2
B．A点到D点：加入少量碱可实现
C．Kw的关系：B>C>A＝D＝E
D．T1时，pH＝2的硫酸与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性
A
解析：水的电离是吸热反应，升高温度促进水的电离，则水的离子积常数增大，根据pH＋pOH＝pKw，由题图可知，离子积常数：A点>B点，则T1>T2，A正确；A点到D点是等温线，离子积常数不变，溶液的碱性减弱、酸性增强，所以A点到D点：加入少量酸可实现，B错误；相同温度下，水的离子积常数相同，温度越高，水的离子积常数越大，根据题图知，离子积常数：A＝E＝D>C>B，C错误；根据B点的数据可知，温度为T1时Kw>1×10-14，则pH＝2的硫酸中的氢离子浓度小于pH＝12的NaOH溶液中的氢氧根离子浓度，则等体积混合时，溶液显碱性，D错误。
正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上的任意点的Kw都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的Kw不同，温度不同。
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度相同，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变温度。
考点二　溶液的酸碱性与pH
第
分
部
二
必备知识整合
1．溶液的酸碱性
溶液呈酸碱性的本质：溶液的酸碱性取决于c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
溶液的酸碱性 c(H＋)与c(OH－)比较 常温下溶液pH
酸性溶液 c(H＋)__c(OH－) __7
中性溶液 c(H＋)__c(OH－) __7
碱性溶液 c(H＋)__c(OH－) __7
>
>
＝
＝
<
>
2.溶液的pH
(1)计算公式：pH＝_______________。
(2)测量方法
①pH试纸法
用镊子夹取一小块试纸放在洁净的______或______上，用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央，变色后与标准比色卡对照，即可确定溶液的pH。
②pH计测量法
－lg c(H＋)
玻璃片
表面皿
(3)溶液的酸碱性与pH的关系
常温下：
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH＝___________________；
②常温下：pH＋pOH＝____。
－lg c(OH－)
14
×
√
×
×
×
对点题组突破
题组一　溶液酸碱性的判断
1．下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是(　　)
A．温度一定时，溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强
B．pH<7的溶液可能呈碱性
C．当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便
D．把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH
D
解析：当c(H＋)或c(OH－)小于1 mol·L-1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C正确；把pH试纸直接插入待测溶液中会污染待测溶液，D错误。
2．常温下，两种溶液混合后酸碱性的判断(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合。(____)
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。(____)
(3)相同浓度的NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。(____)
(4)pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(____)
(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。(____)
(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(____)
(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。(____)
(8)pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O溶液等体积混合。(____)
中性
碱性
酸性
中性
酸性
碱性
酸性
碱性
酸碱溶液混合后酸碱性的判断规律
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性，同强显中性”。
(2)常温下c酸(H＋)＝c碱(OH－)，即pH之和等于14时，一强一弱等体积混合——“谁弱谁过量，谁弱显谁性”。
(3)已知强酸和强碱的pH，等体积混合(25 ℃时)：
①pH之和等于14，呈中性；
②pH之和小于14，呈酸性；
③pH之和大于14，呈碱性。
题组二　溶液pH的有关计算
3．常温下，下列关于溶液稀释的说法正确的是(　　)
A．pH＝3的醋酸稀释100倍，pH＝5
B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10-6 mol·L-1
C．将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13
D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
C
4．计算填空。
(1)25 ℃时，0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝__。
2
(2)25 ℃时，将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH≈______。
9.7
(3)25 ℃时，pH＝3的硝酸和pH＝12的氢氧化钡溶液按照体积比为9∶1混合，混合溶液的pH＝____。
10
(4)25 ℃时，在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是______。
1∶4
高考真题演练
第
分
部
三
1．(经典高考题)一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图。下列说法正确的是(　　)
A．升高温度，可能引起由c向b的变化
B．该温度下，水的离子积常数为1.0×10-13
C．该温度下，加入FeCl3可能引起由b向a的变化
D．该温度下，稀释溶液可能引起由c向d的变化
C
解析：由题图可知，a、b、c三点对应的平衡常数不变，该曲线上的点温度相等，升高温度，不能引起由c向b的变化，A错误；b点c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10-7 mol·L-1，故Kw＝1.0×10-14，B错误；FeCl3为强酸弱碱盐，Fe3+结合水电离出的OH－，促进水的电离，平衡右移，c(H＋)增大，c(OH－)减小，可能引起由b向a的变化，C正确；由c点到d点，水的离子积常数减小，但温度不变，Kw不变，则稀释溶液不能引起由c向d的变化，D错误。
2．(经典高考题)某温度下，HNO2和CH3COOH的电离常数分别为5.0×10-4和1.7×10-5。将pH和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其pH随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是(　　)
C
3．(2022·浙江1月选考)已知25 ℃时二元酸H2A的Ka1＝1.3×10-7，Ka2＝7.1×10-15。下列说法正确的是(　　)
A．在等浓度的Na2A、NaHA溶液中，水的电离程度前者小于后者
B．向0.1 mol·L-1的H2A溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH＝3，则H2A的电离度为0.013%
C．向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH＝11，则c(A2-)>c(HA－)
D．取pH＝a的H2A溶液10 mL，加蒸馏水稀释至100 mL，则该溶液pH＝a＋1
B
课时作业42
第
分
部
四
一、选择题(每小题3分，共30分。每小题只有1个选项符合题意)
1．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是(　　)
A．pH＝7的溶液呈中性
B．中性溶液中一定有c(H＋)＝1.0×10-7 mol·L-1
C．在100 ℃时，纯水的pH＜7，因此显酸性
D．c(OH－)＝c(H＋)的溶液呈中性
D
解析：温度未知，不能根据pH大小判断溶液酸碱性，A错误；常温下中性溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10-7 mol·L-1，温度未知，中性溶液中不一定有c(H＋)＝1.0×10-7 mol·L-1，B错误；在100 ℃时，纯水中存在c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10-6 mol·L-1，pH＝6仍然呈中性，C错误。
2．25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－，下列叙述正确的是( 　)
A．将纯水加热到95 ℃时，Kw变大，pH不变，水仍呈中性
B．向纯水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c(OH－)增大，Kw变小
C．向纯水中加入少量Na2CO3固体，c(OH－)增大，Kw不变，影响水的电离平衡
D．向纯水中加入盐酸，可抑制水的电离；加入醋酸，可促进水的电离
　C
解析：水的电离是吸热过程，将水加热，促进水的电离，Kw增大，氢离子浓度增大，pH减小，但水仍呈中性，A错误；向水中加入稀氨水，稀氨水是弱碱溶液，抑制水的电离，平衡逆向移动，c(OH－)增大，温度不变，Kw不变，B错误；向水中加入少量碳酸钠固体，碳酸根离子水解结合水电离出的氢离子，c(H＋)减小，c(OH－)增大，Kw不变，促进水电离，平衡正向移动，C正确；无论是强酸还是弱酸，均会抑制水的电离，D错误。
3．(2024·江西南昌联考)常温下，下列溶液中水的电离程度最大的是(　　)
A．pH＝0的硫酸
B．0.01 mol·L-1 NaOH溶液
C．pH＝10的纯碱溶液
D．pH＝5的氯化铵溶液
C
4．25 ℃时，在等体积的①pH＝0的H2SO4溶液、②0.05 mol·L-1的Ba(OH)2溶液、③pH＝10的Na2S溶液、④pH＝5的NH4NO3溶液中，发生电离的水的物质的量之比是(　　)
A．1∶10∶1010∶109
B．1∶5∶(5×109)∶(5×108)
C．1∶20∶1010∶109
D．1∶10∶104∶109
A
5．(2024·广西三新学术联盟联考)某水溶液中不同温度下pH和pOH的关系如图所示[pOH＝－lg c(OH－)]。下列说法不正确的是(　 　)
A．若a＝7，则T1<25 ℃
B．e点溶液中通入NH3，可使e点迁移至d点
C．若b＝6，则该温度下将pH＝2的稀硫酸与pH＝10的KOH溶液等体积混合后，溶液显中性
D．f、d两点的Kw比较，前者大
B
C
A
7．已知在100 ℃的温度下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃)，水的离子积Kw＝1.0×10-12。下列说法中正确的是(　　)
A．0.05 mol·L-1的H2SO4溶液，pH＝1
B．0.001 mol·L-1的NaOH溶液，pH＝11
C．0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为6，溶液显酸性
D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝11的NaOH溶液50 mL
解析：0.05 mol·L-1的H2SO4溶液中c(H＋)＝0.1 mol·L-1，pH＝1，A正确；0.001 mol·L-1的氢氧化钠溶液中c(OH－)＝0.001 mol·L-1，则c(H＋)＝10-9 mol·L-1，pH＝9，B错误；0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合恰好完全反应生成硫酸钠，则溶液显中性，混合溶液的pH为6，C错误；pH＝3的硫酸中n(H＋)＝1.0×10-3×0.05 mol，设完全中和硫酸需要pH＝11的NaOH溶液的体积为V，则NaOH溶液中n(OH－)＝0.1 mol·L-1×V＝n(H＋)，可得V＝0.5 mL，D错误。
8．(2024·山西晋中期末改编)“火星上‘找’到水的影子”被《科学》杂志评为10大科技突破之一。某温度下，重水(D2O)的离子积Kw＝1.6×
10-15，可以用pH一样的定义来规定pD＝－lg c(D＋)。下列说法错误的是(　　)
A．重水是极弱的电解质，将金属Na加入重水中，重水的电离程度减小
B．该温度下，重水的pD＝8－2lg 2
C．该温度下，2 L含0.01 mol D2SO4的重水溶液，其pD＝2
D．该温度下，在100 mL 0.4 mol·L-1的DCl重水溶液中，加入100 mL 0.2 mol·L-1的NaOD重水溶液，充分反应后溶液的pD＝1(忽略溶液体积的变化)
A
9．已知：pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)。常温下，向某浓度的盐酸中滴加NaOH溶液，所得溶液pOH和pH变化如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．盐酸与NaOH溶液的浓度相等
B．B点和D点水的电离程度相同
C．将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，该图曲线不变
D．升高温度，滴定过程中pOH＋pH>14
B
解析：由题图可知，未滴加NaOH溶液时盐酸的pH＝0，则c(H＋)＝1 mol·L-1，即c(HCl)＝1 mol·L-1，最终pH＝14，则c(OH－)＝1 mol·L-1，由于最终所得溶液是NaCl和NaOH的混合溶液，相当于对原NaOH溶液进行稀释，故c(NaOH)>1 mol·L-1，A错误；B点、D点水的电离均受到抑制，且由水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＝10-10 mol·L-1，B正确；若将滴加NaOH溶液改为滴加氨水，由于NH3·H2O为弱碱，而常温下饱和氨水的pH约为12，故最终所得溶液pH不可能为14，C错误；升高温度，水的离子积Kw增大，即c(H＋)·c(OH－)>10-14，pH＝－lg c(H＋)，pOH＝－lg c(OH－)，故pOH＋pH<14，D错误。
C
10．(2025·江苏南通高三期中)室温下，向100 mL饱和的H2S溶液中通入SO2气体(气体体积换算成标准状况)，发生反应：2H2S＋SO2===3S↓＋2H2O，测得溶液pH与通入SO2的关系如图所示(忽略溶液体积的变化)，已知H2SO3的酸性比H2S的强。下列有关说法错误的是(　　)
二、非选择题(共30分)
11．(16分)在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
1.0×10-12
(1)A点水的离子积为1.0×10-14，B点水的离子积为_____________。造成水的离子积变化的原因是_____________________________________________
_____________________________。
水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增
大，即离子积增大
解析：A点水的离子积为1.0×10-14，B点水的离子积为c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10-6×1.0×10-6＝1.0×10-12。造成水的离子积变化的原因是水的电离是吸热过程，温度升高，水的电离程度增大，即水的离子积增大。
ac
(2)下列说法正确的是____(填字母)。
a．图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B>A＝D
b．在T1温度下，向水中加入少量的NaOH可实现由A点向D点移动
c．AB线上任意点的溶液均呈中性
d．图中温度T1>T2
解析：Kw只和温度有关，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大，图中A、B、D三点处Kw的大小关系：B>A＝D，a正确；在T1温度下，向水中加入少量的NaOH，氢氧根离子浓度增大，而氢离子浓度减小，不可实现由A点向D点移动，b错误；AB线上任意点的溶液均符合c(H＋)＝
c(OH－)，溶液呈中性，c正确；温度升高水的离子积增大，故图中温度：T1(3)①在T2温度下，浓度为1.0×10-4 mol·L-1的H2SO4溶液中由水电离的
c(H＋)＝_______________mol·L-1。
②保持T2温度不变，将pH＝2的NaHSO4溶液Va L与pH＝11的KOH溶液Vb L混合后溶液pH＝6(忽略混合时溶液体积变化)，则Va∶Vb＝__________。
③T1温度下，pH＝2的HCl溶液和pH＝11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1__(填“>”“＝”或“<”)α2。
5×10-9
10∶1
<
12．(14分)某温度(T)下的溶液中，c(H＋)＝1.0×10－x mol·L-1，c(OH－)＝1.0×10－y mol·L-1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：
(1)此温度下，水的离子积Kw为_______________，则该温度T__(填“>”“<”或“＝”)25 ℃。
解析：Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－(x＋y)，根据题图可知，x＋y＝12，故Kw＝1.0×10-12。根据温度越高，H2O的电离程度越大，Kw也越大可知，此时T>25 ℃。
1.0×10-12
>
(2)在此温度下，将0.1 mol·L-1的NaHSO4溶液与0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁不同方式混合：
溶液 甲 乙 丙 丁
0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液体积/mL 10 10 10 10
0.1 mol·L-1 NaHSO4溶液体积/mL 5 10 15 20
①按丁方式混合后，所得溶液显__(填“酸”“碱”或“中”)性。
②写出按乙方式混合后，反应的离子方程式：_________________________
_____________________________。
③按甲方式混合后，所得溶液的pH为____(混合时，忽略溶液体积的变化)。
中
===BaSO4↓＋H2O
11

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