第二节 水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离

（一）水是一种极弱的电解质可简写为：

2 、室温下， 5.56×108 个水分子中只有一个电离。1 、无需外界条件水就电离出 H+ 和 OH-

H2O + H2O H3O+ + OH - H2O H+ + OH -

注意：

（二）外界条件对水的电离的影响条件改变 平衡移动方向 c (H+) c(OH-) 电离程度加 HCl

加 NaOH

升 温 加 水

↓↑←

→

↓

← ↓ ↓↑

↑ ↑ ↑

不 变 不 变 不 变 不 变注意：加酸、加碱对水的电离都是抑制作用。

（三）水的离子积常数

水的离子积常数 KW = c (H+) • c(OH-)

（ 1 ） KW 只受温度影响，温度升高， KW 增大。和溶液浓度无关。

注意：

25 ℃ 纯水中 c (H+) = c(OH-) = 1×10- 7 mol/L KW = 10-14

100 ℃ KW = 10-12 纯水中 c (H+) = c(OH-) = 1×10- 6 mol/L

（ 2 ）水的离子积是指纯水或稀水溶液中所有 c(H+) 与所有 c(O

H-) 的乘积，与溶液的酸性、中性或碱性无关。即温度一定时， 任何稀水溶液中 KW 为一常数。

K 电离 =c(H+) · c(OH-) c(H2O)

c(H+) · c(OH-) c(H2O) · K 电离 =

Kw

HH22O HO H ＋＋ ＋＋ OHOH －－HH22O HO H ＋＋ ＋＋ OHOH －－

讨论 1 ： 25 0.01mol/L℃ 的 HCl 中， c(H+) = ？ c(OH-) = ？

水电离出的 c(H+) = ？ c(OH-) = ？

讨论 2 ： 25 ℃ 1×10- 10 mol/L 的 HCl 中， c(H+) = ？ c(OH-) = ？

水电离出的 c(H+) = ？ c(OH-) = ？

（ 4 ）极稀溶液中，水的电离不能忽略。

注意：

（ 3 ）不同水溶液中， c (H+) 与 c(OH-) 不一定相等，但任何水溶液中由水电离出的 c (H+) 与 c(OH-) 一定相等。

KW = [c (H+) 酸 +c (H+) 水 ] c(OH-) 水 酸溶液：

碱溶液： KW = [c (OH-) 碱 +c (OH-) 水 ] c(H+) 水

1 、判断下列说法是否正确（ ）

A 、 25 ℃ ，某稀溶液中水电离出的 c (H+) = 10 -12mol/L ，则

该溶液是碱性溶液。

B 、某温度下，纯水中 c (H+) = 2×10 -7 mol/L 。滴入盐酸，

c (H+) = 5×10 -6 mol/L ，则 c(OH-) = 8×10 -9 mol/L 。

C 、某温度下，向盐酸中加水， c(OH-) 增大 。

D 、某温度下，纯水中 c (H+) = 10 -5 mol/L ，某酸中

c (H+) = 10 -2 mol/L ，则水电离出的 c (H+) = 10 -2 mol/L 。

B C

)()OH(c,Lmol.)H(c 为：则 171042

2 、某温度时，测得纯水中的A

B

的物质的量

的乘积和

）（的增加而减小的是氨水时，溶液中随水量全国）用水稀释、（

OH.D

)OH(c)H(c.C

)OH(c

)OHNH(c.B

)OHNH(c

)OH(c.A

L/mol.

23

23

10982 3 、

二、溶液的酸碱性和 pH

（一）溶液的酸碱性

（常温） 纯水 加少量盐酸加少量氢氧化钠

c (H+)

c (OH-)

c(H+) 和 c(OH-)大小比较

10-7mol/L

10-7mol/L

c(H+)=c(OH-)

变大

变小

c(H+)>c(OH-)

变小

变大

c(H+)<c(OH-)

比较下列情况下，比较下列情况下， c (Hc (H++)) 和和 c (OHc (OH-- ）的值或）的值或变化趋势（变大或变小）：变化趋势（变大或变小）：

c (H+) 与 c (OH-) 关系

25℃ ， c(H+)/mol·L-1 溶液酸碱性

c (H+) = c (OH-) = 1×10-7 中性c (H+) > c (OH-) > 1×10-7 酸性c (H+) < c (OH-) < 1×10-7 碱性

溶液的酸、碱性跟 c(H+) 、 c(OH-) 的关系 溶液的酸、碱性跟 c(H+) 、 c(OH-) 的关系

【结论】

溶液酸碱性是指溶液中 c(H+) 和 c(OH-) 的相对大小。

注意： c(H+) 越大，溶液酸性越强； c(OH-) 越大，溶液碱性越强。

思考：若为 100℃ 呢？

对比：酸的强弱、溶液酸性强弱

（二）溶液 pH

例如： 25℃ 时，纯水或中性溶液， c(H+) ＝ 1×10-7 mol/L ，

溶液 pH 为： pH = -lg{c(H+)} = -lg(1×10 -7) = 7

pH = -lgc(H+) c(H+) =10-pH

若某溶液 c(H+) ＝ m×10-n mol·L-1 ，该溶液 pH 为： pH ＝ n-lg

m

3 、常温下， 0.1mol/L 的 Ba(OH)2 溶液中， c(OH-)= ？ pH=13 的 Ba(OH)2 溶液中， c(OH-)= ？

4 、常温下，溶液中水电离出的 c(H+) ＝ 1×10-13mol/L ， 溶液的 pH= ？

2 、 c(H+)=10-6mol/L 的溶液在 25 ℃ 、 100℃ 的 pH= ？ c(OH-)= ？

1 、 c(OH-) = 1×10-2mol/L 的碱性溶液中， pH 为多少？

12101

101lg

)(lg)}(lg{

2

14

OHC

KHCpH W

讨论 1 ：水的电离过程为： H2O H++OH- ，在不同温度下其离子积常数为： 。）（， 1414 10123510125 .CK)C(K

则下列叙述中正确的是 ( )

水的电离是吸热过程）（）（水的电离度：

）（）（时，在

随温度的升高而降低

.D

CC.C

OHcHcC.B

)H(c.A

3525

35

讨论 2 ：若溶液中由水电离产生的 c(OH-) ＝ 10-12 mol·L-1 ，满足

此条件的溶液中一定可以大量共存的是（ ）A ． Al3+ 、 Na+ 、 NO3

- 、 CO32-

B ． K+ 、 Na+ 、 Cl- 、 NO3-

C ． K+ 、 Na+ 、 Cl- 、 S2- D ． K+ 、 NH4

+ 、 SO42- 、 NO3

-

c(H+) · c(OH-) ＝ KW

等式两边取负对数值，即得： -lg{c(H+) ·c(OH-)} ＝ -lgKW

-lg{c(H+)} - lg{c(OH-)} ＝ -lgKW

若定： -lg{c(OH-)} ＝ pOH

25℃ 时， -lgKW ＝ 14 得： pH + pOH = 14

故 25℃ 时，纯水或中性溶液中， pH = pOH = 7

知识拓展：

。_________PH

LNaOH/mol.mLC

为的溶液时，例： 05010025

7123114

1425

31

52

050

..pH

pOHpHC

.

lg

.lg

)OH(clgpOH

时，

712213

102

102

050

101

13

13

14

.lg

lg

)H(clgpH

L/mol

L/mol.

)OH(c

K)H(c W

C( H+) : 100 10- 1 10- 2 10- 3 10- 4 10- 5 10- 6 10- 7 10- 8 10- 9 10- 10 10- 11 10- 12 10- 13 10- 14

pH: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

中性酸性增强 碱性增强

1 、通常，当 c(H+) 或 c(OH-)≥1mol/L 的溶液，其酸碱性不用 pH 表示，而是直接用 H+ 浓度或 OH- 浓度来表示。

溶液酸碱性、 c(H+) 和 pH 的关系如下图所示：

酸性溶液中， pH<7 ， pH 值越小，溶液酸性越强，碱性溶液中， pH>7 ， pH 值越大，溶液碱性越强。25℃ 时

注意：

（三）溶液的酸碱性和 pH 的关系

2 、 pH 相差 1 ， c(H+) 或 c(OH-) 相差 10 倍。 pH 相差 n ， c(H+) 或 c(OH-) 相差 10n 倍。

讨论：当温度为 100℃ 时，溶液的酸碱性和 pH 的关系？

练习：下列四种溶液中，由水电离生成的氢离子浓度（①：②：③：④）之比是 （ ）

溶液的溶液的

的盐酸

的盐酸

NaOHpH

NaOHLmol.

Lmol.

pH

11

010

10

0

1

1

32131411121314

1112101000100101

:::.D:::.C

:::.B:::.A

①②③

④

A

pH 值测定方法定性测定：酸碱指示剂法（教材 P47 ）定量测定： pH 试纸法

pH 计法

广广泛泛pHpH试试纸纸

精精密密pH pH 试试纸纸

使用方法：直接把待测液滴在干燥的 pH 试纸上，试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比

三 、 关于溶液 pH 的简单计算和应用（一）酸、碱溶液稀释

① 强酸溶液稀释 , 先求出稀释后的 c(H+) ，再求 pH

② 强碱溶液稀释，先求出稀释后的 c(OH-) ，再求 pOH 或 pH

例： 25℃ 时， pH = 3 的盐酸稀释 100 倍， pH 变为多少？

例： 25℃ 时， pH = 12 的 Ba(OH)2 溶液稀释 100 倍， pH 变为多少？

1 、强酸、强碱溶液稀释

总结：抓住量多的离子的变化。

即酸溶液无论怎样稀释 pH 不可能大于 7 成为碱溶液，碱溶液无论怎样稀释 pH 不可能小于 7 成为酸溶液

例：常温下， pH = 5 的硫酸稀释 500 倍，求溶液的 pH 约为多少？

③ 无限稀释的溶液应考虑水的电离， 25℃ ，溶液 pH≈7 。

例：常温下， pH = 3 的醋酸稀释 100 倍， pH 变为多少？2 、弱酸、弱碱溶液稀释

例：常温下， pH = 10 的氨水稀释 100 倍， pH 变为多少？

（ 1 ）等物质的量浓度的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较：例如：物质的量浓度均为 0.01 mol·L-1 的 HCl 和 CH3COOH 的溶液

比较内容 溶液中的c(H+)

pH稀释 100 倍

后的 pH等体积时中和

碱的能力0.01 mol·L-1 的

HCl

0.01 mol·L-1 的CH3COOH

0.01 mol·L-1

< 0.01 mol·L-1

＝ 2

> 2

＝ 4

> 4

HCl 和 CH3COOH 相等

加水稀释倍数

c(H+)

加水稀释倍数

PH

讨论：

（ 2 ）等 pH 的强酸（强碱）和弱酸（弱碱）的比较：例如： pH 均为 2 的 HCl 和 CH3COOH 的溶液

比较内容 溶液中的c(H+)

c( 酸 )稀释 100倍后的 p

H

等体积时中和碱的能力

pH 为 2 的 HCl

pH 为 2 的 CH3COOH

0.01 mol·L-1

0.01 mol·L-1

＝ 4

< 4HCl<CH3COOH

0.01 mol·L-1

> 0.01 mol·L-1

加水稀释倍数

c(H+)

加水稀释倍数

PH

（二）两溶液相混合

1 、酸 - 酸混合例： pH = 2 和 pH = 4 的强酸等体积混合，求混合溶液的 pH 。

前提：稀溶液密度近似为 1g·cm-3 ，故稀溶液总体积等于 分体积之和（体积差忽略不计）。

思路： H+ 的物质的量守恒 ,

21

2211 )()()(

VV

VHcVHcHc

混

先求混合后溶液的 c(H+) ，再求 pH 。

3.22lg2

/2

1010/

2

1010)(

4242

pH

LmolLmolV

VVHc 混解：

注意：若两强酸等体积混合，当两溶液中 c(H+) 相差 102 及其 以上时，可忽略离子浓度小的溶液中溶质， 混合后溶液 pH=pH 小 +0.3

2 、碱 - 碱混合例：常温 pH = 8 和 pH = 10 的强碱等体积混合，求混合溶液的 pH 。

先求出混合后 溶液的 c(OH-) ，再求 pH 。

思路： OH- 的物质的量守恒，

L/mol)(L/molV

VV)c(H 108

108

10102

1

2

1010

解法一：

L/molL/mol)H(c

L/molL/molV

VV)OH(c

104

14

446

102

210

101

2

10

2

1010

解法二：

×

21

2211

VV

V)OH(cV)OH(c)OH(c

混

注意：若两强碱等体积混合，当两溶液中 c(H+) 相差 102 及其以上 时，混合后溶液 pH=pH 大 — 0.3

3 、强酸、强碱溶液混合 ( 以下均为常温 )

例： pH = 3 和 pH = 11 的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的 pH 。例： pH = 3 和 pH = 12 的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的 pH 。例： pH = 2 和 pH = 11 的强酸强碱等体积混合，求混合溶液的 pH 。

碱酸

碱碱酸酸混 VV

VOHcVHcHc

)()()(

若是酸过量则应先求出反应后溶液中剩酸的 c(H+) ，再求 pH 。

思路：抓住量多的离子 若 n(H+) = n(OH-) 溶液为中性， pH = 7 若 n(H+) > n(OH-) 溶液为酸性， pH < 7 若 n(H+) < n(OH-) 溶液为碱性， pH > 7

若是碱过量，则先求出反应后溶液中剩碱的 C(OH-) ，再求 pH 。

碱酸

酸酸碱碱混 VV

VHcVOHcOHc

)()()(

注意：若 V1=V2 或是 V 酸 =V 碱，当两溶液中 C(H+) 或 C(OH-) 相差 102 以上时，可忽略离子浓度很小溶液中溶质，看作是将离子浓度大的溶液加水稀释，使体积增大 1 倍。

1 、常温下 , 将 pH 为 8 的溶液与 pH 为 10 的 NaOH 溶液等体积混合后，溶液中的氢离子浓度最接近于 （ ）

110

1514

1108

1108

102.

)105101(.

)1010(.

)1010(21.

LmolD

LmolC

LmolB

LmolA

练习：

2 、 25 pH=13℃ 的强碱溶液与 pH =2 的强酸溶液混合，所得溶液的 pH=11 ，则强碱与强酸的体积比是 ( )

A. 11 ： 1 B. 9 : 1 C. 1 : 11 D. 1 : 9

3 、用 0.01mol/L 的 NaOH 溶液完全中和 pH=3 的下列溶液各 100mL ，需 NaOH 溶液体积最大的是 （ ） A. 盐酸 B. 硫酸 C. 高氯酸 D. 醋酸

4 、 常温下 , 下列各组溶液充分混合后，混合溶液的 pH 值一定 大于 7 的是（ ） A 、 pH=3 的醋酸与 pH=11 的 NaOH 溶液等体积混合 B 、 pH=2 的盐酸与 pH=12 的 Ba(OH)2 溶液等体积混合 C 、 0.1mol·L-1 的酸性溶液与 0.1mol·L-1 的碱性溶液等体积混合 D 、 pH=9 的某溶液稀释 100 倍

5 、 25℃ 时， pH=a 的盐酸 VaL 与 pH=b 的 NaOH VbL

恰好完全中和。

（ 1 ） a+b=14 Va﹕Vb=

（ 2 ） a+b=13 Va﹕Vb=

（ 3 ） a+b ＞ 14 Va﹕Vb 1 （填＞、＜、 = ）

（ 4 ） a+b= n Va﹕Vb=（ 5 ） Va = Vb a+b=

（ 6 ） Va=10 Vb a+b=

（ 7 ） 10 Va= Vb a+b =

（ 8 ） Va﹕Vb= 10n a+b=