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第二节 水的电离和溶液的pH
【基础考点梳理】
一．水的离子积常数
1．水的电离
水是一种 ，它能微弱电离生成 和 ，
其电离方程式为 ，
通常简写为 。
2．离子积常数
25℃时，1L水的物质的量为 mol，所以c(H2O)为一常数，其数值为
其中只有 mol的水分子发生电离。产生的c(H+) = c(OH－) = mol·L－1。
在一定温度下，c(H+)·c(OH－)是个常数，通常用KW表示，称做 ，
简称为 。其表达式为KW＝
25oC时该常数为 ，
注：① KW是温度的常数，温度不变，水的离子积常数不变。
② 在任何情况下，无论是把酸还是把碱加到水中，纯水电离出的c(H+)＝c(OH－)。
③ 25oC时，KW＝1×10－14是特定温度下的特定值。
二．影响水电离平衡的因素：
1．温度：
由于水的电离过程是吸热的，故升温时水的离子积常数 （填“增大”或“减小”），
100℃时其值约为1×10－12，此时，c(H+) = c(OH－) = mol·L－1。溶液呈 性。
水的离子积是水电离平衡时的性质，不仅适用于纯水，也适用于其它水溶液，不论是纯水还是稀溶液，只要温度不变，KW就不变。
2．加入酸：
在一定温度下，向纯水中加入酸，由于酸电离产生的H+增大了水中的 ，使水的电离平衡
移动，此时，水的电离度 ，KW ，c(H+) c(OH－)，
溶液显 性。
3．加入碱：
在一定温度下，向纯水中加入碱，由于碱电离产生的OH－增大了水中的 ，使水的电离平衡 移动，此时，水的电离度 ，KW ，c(H+) c(OH－)，
溶液显 性。
4．加入能水解的盐：
离子水解，结合水电离出的H+或OH－，使水的电离平衡 移动，此时，水的电离
度 ，KW 。（详细内容下节讲解）
5．加入活泼金属
向纯水中加入活泼金属，如：金属钠，由于活泼金属能与水电离产生的H+直接作用生成H2，
c(H+)减小，促进水的电离，KW保持不变，水电离的c(H+)＝c(OH－)，但溶液中的c(H+)＜c(OH－)。
该反应的离子方程式为
三．溶液的酸碱性和pH
1．溶液酸、碱性的实质
在酸、碱溶液中水的电离平衡被破坏，但H+与OH－的关系仍符合乘积是 。
当加酸时，水的电离平衡 ，c(H+) c(OH－)；
当加碱时，道理也如此，只是c(OH－) c(H+)。
所以说，溶液酸、碱性的实质是溶液中的c(H+)和c(OH－)的相对大小问题。
2．溶液酸碱性的表示方法——pH
⑴ 定义：pH＝ 。
⑵ 意义：pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小，即能表示溶液的酸碱性强弱。（25℃）
① PH＜7溶液呈 性。pH越小，溶液酸性越 ；
pH每减小1个单位，c(H+)增大
② PH＞7溶液呈 性。pH越大，溶液碱性越 ；
pH每增加1个单位， c(OH－)增大
⑶ pH的适用范围：
当溶液的酸碱性用pH表示时，其c(H+)的大小范围一般为：
1×10－14mol·L－1≤c(H+)≤1mol·L－1。即 ≥pH≥ 。
当c(H+)＞1mol·L－1、c(OH－)＞1mol·L－1时，一般不用pH表示溶液的酸碱度，用物质的量
浓度直接表示溶液的酸、碱性更方便。
⑷ 溶液酸碱性的判断：
①利用c(H+)和c(OH－)的相对大小判断：
若c(H+) ＞c(OH－)，则溶液呈 。若c(H+) ＜c(OH－)，则溶液呈 。
若c(H+) ＝c(OH－)，则溶液呈 。
利用c(H+)和c(OH－)的相对大小判断酸碱性是无条件的，对任何温度、浓度的溶液都适用。
② 利用pH判断：
若溶液中的pH＜7，则溶液呈 ；若溶液中的pH=7，则溶液呈 ；
若溶液中的pH＞7，则溶液呈 。
利用pH判断溶液的酸碱性是有条件的，适用的温度是25℃。
若在100℃时，KW=1×10－12，pH=6为中性，pH＜6为酸性，pH＞6为碱性。
⑸ 有关pH的计算：
I．25℃，强酸、弱酸加水稀释后的pH的计算：
①将pH = 1的HCl溶液加水稀释10倍后，溶液pH = ；
稀释100倍，pH = ；稀释10 n倍后，pH = 。
将pH = 5的盐酸溶液稀释1000倍后，pH 。
②将pH = 1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后，溶液pH ；
稀释100倍，pH ；稀释10 n倍后，pH 。
将pH = 5的CH3COOH溶液稀释1000倍后，pH 。
II． 25℃，强碱、弱碱加水稀释后的pH的计算
①将pH=12的NaOH溶液加水稀释10倍后，溶液pH = ；
稀释100倍后，pH = ；稀释10 n倍后，pH = 。
将pH = 9的NaOH溶液稀释1000倍后，pH 。
② 将pH=12的NH3·H2O溶液加水稀释10倍后，溶液pH ；
稀释100倍后，pH ；稀释10 n倍后，pH 。
将pH = 9的NH3·H2O溶液稀释1000倍后，pH 。
⑹ 溶液pH的测定方法
用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，点在干燥的pH试纸的中部，片刻后，与标准的比色卡对照，
即可读出该溶液的pH值。精确测定溶液的pH值应使用pH计。
【注意】①使用pH试纸不能用水润湿。②精确测量溶液的pH值用pH计。
【思考】①误用润湿的pH试纸测溶液的pH值，是否一定有误差？
②用润湿的pH试纸测c(H+)相同的盐酸和醋酸两溶液的pH值，哪种溶液的测量值误差大？
基础考点梳理答案：
一． 1．极弱的电解质 H+ OH—
H2O+H2OH3O++ OH— H2OH++ OH—
2．55.6 55.6mol/L 10—7 10—7 水的离子积常数
水的离子积 KW＝H+· OH— 10—14
二．1．增大 10—6 中
2．c(H+) 向左 减小 不变 ＞ 酸
3．c(OH—) 向左 减小 不变 ＜ 碱
4．向右 增大 不变
5．2Na+2H2O=2Na++2 OH—+H2↑
三． 1．10—14 向左移动 ＞ ＞
2．⑴pH＝—lg c(H+)
⑵ ①酸 强 10倍
② 碱 强 10倍
⑶ 14≥pH≥0。
⑷ 溶液酸碱性的判断：
①酸性 碱性 中性
② 酸性 中性 碱性
⑸ 有关pH的计算：
I．
①2 3 1+n 接近7
②＜2 ＜3 ＜1+n 接近7
II．
①11 10 12—n 接近7
②＞11 ＞10 ＞12—n 接近7
⑹ 【思考】①不一定 测中性溶液时
②盐酸
【解题方法规律技巧大放送】
一、相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸比较
c(H+) pH 中和碱的能力 与过量Zn的反应情况 稀释相同倍数后的pH
产生氢气的量 开始时的反应速率
盐酸 大 小 相等 相同 快 小
醋酸 小 大 慢 大
二、相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较
c(H+) c(酸) 中和碱的能力 与过量Zn的反应情况 稀释相同倍数后的pH
产生氢气的量 开始时的反应速率
盐酸 相等 小 弱 少 相等 大
醋酸 大 强 多 小
【例1】下列关于盐酸与醋酸两种稀溶液的说法正确的是( )
A．相同浓度的两溶液中c(H＋)相同
B．100 mL 0.1 mol/L的两溶液能中和等物质的量的氢氧化钠
C．pH＝3的两溶液稀释100倍，pH都为5
D．两溶液中分别加入少量对应的钠盐，c(H＋)均明显减小
答案：B
解析：相同浓度时，因醋酸是弱电解质部分电离，故盐酸中c(H+)大，A错误；盐酸与醋酸等体积等浓度又均为一元酸，中和碱的能力相同，B正确；pH＝3稀释100倍醋酸的变化小，故pH＜5，C错误；加入钠盐盐酸中c(H＋)不变，而醋酸中存在：CH3COOHCH3COO—+H+，加入CH3COONa，平衡向左移动c(H＋)浓度减小，D错误。
三、强酸、强碱混合后溶液pH值的计算
1．两种强酸混合：
由c(H+)混 = ，先求出混合后的c(H+)混，再根据公式pH＝—lg c(H+)，求出pH值。
2．两种强碱混合：
由 c(OH－)混 = ，先求出混合后的c(OH－)混，再根据KW求出c(H+)混，最后求得pH。
3．强酸与强碱相混合
强酸与强碱相混合实质为：H++OH—=H2O，中和后的溶液有下列三种情况：
⑴恰好中和呈中性，即 pH=7；
⑵酸碱混合，酸过量时： c(H+)混 = ，再求出pH。
⑶酸碱混合，碱过量时： c(OH－)混 = ，再求出pH。
【例2】将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于
A．8.3 B．8.7 C．9 D．9.7
答案：D
解析：强碱溶液混合，应按c(OH—)计算：
c(OH—)混==5.05×10—5（mol/L） c(H+)混=Kw/ c(OH—)混=2×10—10 mol/L，pH=9.7。
【例3】取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3：2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为：
A．0.01mol/L B．0.017 mol/L C．0.05 mol/L D．0.50 mol/L
答案：C
解析：pH=12，c(OH—)= 10—2 mol/L，设NaOH、HCl溶液的体积分别为3V、2V，浓度为c，则
c(OH—)= = 10—2 mol/L，解得c=0.05 mol/L。
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