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第 22 讲 水的电离与溶液的 pH
1．认识水的电离，了解水的离子积常数，认识溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。
2．能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液的pH，能调控溶液的酸、碱性。能选择实例说明溶
液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
【核心素养分析】
1.变化观念与平衡思想：认识水的电离有一定限度，是可以调控的。能多角度、动态地分析水的电离，
并运用平衡移动原理解决实际问题。
2.科学研究与创新意识：能发现并提出酸碱中和滴定中有探究价值的问题；能从问题和假设出发，确
定探究目的，设计探究方案，进行实验探究；在探究过程中学会合作，面对“异常”现象敢于提出自己的
见解，进行误差分析。
3.证据推理与模型认知：能从定性和定量上收集证据，能通过定性分析和定量计算推出合理的结论；
能运用pH计算模型进行pH的简单计算。
知识点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离
水是极弱的电解质，水的电离方程式为HO＋HO HO＋＋OH－或HO H＋＋OH－。
2 2 3 2
2.水的离子积常数
K ＝c(H＋)·c(OH－)。
w
(1)室温下：K ＝1×10－14。
w
(2)影响因素：只与温度有关，升高温度，K 增大。
w
(3)适用范围：K 不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。
w
(4)K 揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，K 不变。
w w
3.影响水电离平衡的因素
体系变化
平衡移动方向 K 水的电离程度 c(OH－) c(H＋)
w
条件
HCl 逆 不变 减小 减小 增大
NaOH 逆 不变 减小 增大 减小NaCO 正 不变 增大 增大 减小
2 3
可水解的盐
NH Cl 正 不变 增大 减小 增大
4
升温 正 增大 增大 增大 增大
温度
降温 逆 减小 减小 减小 减小
其他：如加入Na 正 不变 增大 增大 减小
知识点二 溶液的酸碱性和pH
1.溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
(1)酸性溶液：c(H＋)>c(OH－)，常温下，pH<7。
(2)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)，常温下，pH＝7。
(3)碱性溶液：c(H＋)7。
2.pH及其测量
(1)计算公式：pH＝－lg c(H＋)。
(2)测量方法
①pH试纸法
用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上，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
(3)溶液的酸碱性与pH的关系
常温下：
3.溶液pH的计算
(1)单一溶液的pH计算
强酸溶液：如HA，设浓度为c mol·L－1，c(H＋)＝nc mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝－lg (nc)。
n
强碱溶液(25 ℃)：如B(OH) ，设浓度为c mol·L－1，c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg
n
(nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合：直接求出c(H＋) ，再据此求pH。c(H＋) ＝。
混 混
②两种强碱混合：先求出c(OH－) ，再据K 求出c(H＋) ，最后求pH。c(OH－) ＝。
混 w 混 混
③强酸、强碱混合：先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中H＋或OH－的浓度，最后求pH。c(H＋) 或c(OH－) ＝。
混 混
【方法规律】
1.稀释规律
酸、碱溶液稀释相同倍数时，强电解质溶液比弱电解质溶液的pH变化幅度大，但不管稀释多少倍，
最终都无限接近中性。
2.酸碱混合规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性，同强显中性”。
(2)25 ℃时，等体积pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量，谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(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。
知识点三 酸碱中和滴定
1.实验原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的实验方法。以标准盐酸滴定待测
的NaOH溶液，待测的NaOH溶液的物质的量浓度为c(NaOH)＝。
酸碱中和滴定的关键：
(1)准确测定标准液和待测液的体积；
(2)准确判断滴定终点。
2.实验用品
(1)仪器
图(A)是酸式滴定管、图(B)是碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶。
(2)试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水。
(3)滴定管
①构造：“0”刻度线在上方，尖嘴部分无刻度。②精确度：读数可精确到0.01 mL。
③洗涤：先用蒸馏水洗涤，再用待装液润洗。
④排泡：酸、碱式滴定管中的液体在滴定前均要排出尖嘴中的气泡。
⑤使用注意事项：
试剂性质 滴定管 原因
酸性、氧化性 酸式滴定管 氧化性物质易腐蚀橡胶管
碱性 碱式滴定管 碱性物质易腐蚀玻璃，致使玻璃活塞无法打开
3.实验操作
以标准盐酸滴定待测NaOH溶液为例
(1)滴定前的准备
①滴定管：查漏→洗涤→润洗→装液→调液面→记录。
②锥形瓶：注碱液→记体积→加指示剂。
(2)滴定
(3)终点判断
等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的颜色，视为滴定终点并记录标准
液的体积。
(4)数据处理
按上述操作重复二至三次，求出用去标准盐酸体积的平均值，根据c(NaOH)＝计算。
4.常用酸碱指示剂及变色范围
指示剂 变色范围的pH
石蕊 ＜5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色
甲基橙 ＜3.1红色 3.1～4.4橙色 >4.4黄色
酚酞 ＜8.2无色 8.2～10.0浅红色 >10.0红色
高频考点一 影响水电离平衡的因素及结果判断
【例1】（2019·天津卷）某温度下， 和 的电离常数分别为 和 。将 和体积均相同的两种酸溶液分别稀释，其 随加水体积的变化如图所示。下列叙述正确的是
A．曲线Ⅰ代表 溶液
B．溶液中水的电离程度：b点＞c点
C．从c点到d点，溶液中 保持不变（其中 、 分别代表相应的酸和酸根离
子）
D．相同体积a点的两溶液分别与 恰好中和后，溶液中 相同
【方法技巧】正确理解水的电离平衡曲线
(1)曲线上任意点的K 都相同，即c(H＋)·c(OH－)相同，温度相同。
w
(2)曲线外的任意点与曲线上任意点的K 不同，温度不同。
w
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变酸碱性；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定
得改变温度。
【变式探究】下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：T>T>T
3 2 1
B．图中pH关系：pH(B)＝pH(D)＝pH(E)
C．图中五点K 间的关系：E>D>A＝B＝C
w
D．C点可能是显酸性的盐溶液
高频考点二 水电离出的c(H＋)或c(OH－)的定量计算
【例2】在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1×10－13 mol·L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是 ( )
A．该溶液可能呈酸性
B．该溶液一定呈碱性
C．该溶液的pH一定是1
D．该溶液的pH不可能为13
【方法技巧】水电离的c(H＋)或c(OH－)的计算技巧(25 ℃时)
(1)中性溶液：c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1。
(2)酸或碱抑制水的电离，水电离出的c(H＋)＝c(OH－)＜10－7 mol·L－1，当溶液中的c(H＋)＜10－7 mol·L
－1时就是水电离出的c(H＋)；当溶液中的c(H＋)＞10－7 mol·L－1时，就用10－14除以这个浓度即得到水电离
的c(H＋)。
(3)可水解的盐促进水的电离，水电离的c(H＋)或c(OH－)均大于10－7 mol·L－1。若给出的c(H＋)＞10－7
mol·L－1，即为水电离的c(H＋)；若给出的c(H＋)＜10－7 mol·L－1，就用10－14除以这个浓度即得水电离的c(H
＋)。
【变式探究】下表是不同温度下水的离子积数据：
温度/℃ 25 t t
1 2
水的离子积常数 1×10－14 K 1×10－12
w
试回答下列问题：
(1)若 25＜t ＜t ，则 K (填“＞”“＜”或“＝”)1×10－14，做出此判断的理由是
1 2 w
。
(2)在t ℃时，测得纯水中的c(H＋)＝2.4×10－7 mol·L－1，则c(OH－)为 。该温度下，测得某
1
HSO 溶液中c(SO)＝5×10－6 mol·L－1，该溶液中c(OH－)＝ mol·L－1。
2 4
高频考点三 pH的计算及其应用
【例3】（2022·浙江卷）已知25℃时二元酸HA的K =1.3×10-7，K =7.1×10-15。下列说法正确的是
2 a1 a2
A.在等浓度的NaA、NaHA溶液中，水的电离程度前者小于后者
2
B.向0.1mol·L-1的HA溶液中通入HCl气体(忽略溶液体积的变化)至pH=3，则HA的电离度为0.013%
2 2
C.向HA溶液中加入NaOH溶液至pH=11，则c(A2-)＞c(HA-)
2
D.取pH=a的HA溶液10mL，加蒸馏水稀释至100mL，则该溶液pH=a+1
2
【变式探究】（2022·浙江卷）25℃时，苯酚 的 ，下列说法正确的是
A.相同温度下，等 的 和 溶液中，B.将浓度均为 的 和 溶液加热，两种溶液的 均变大
C. 时， 溶液与 溶液混合，测得 ，则此时溶液中
D. 时， 的 溶液中加少量 固体，水的电离程度变小
【变式探究】25 ℃时，向体积均为100 mL、浓度均为0.1 mol/L的两种一元碱MOH和ROH的溶液中
分别通入HCl气体，lg随通入HCl的物质的量的变化如图所示。下列有关说法中不正确的是(不考虑溶液体
积的变化) ( )
A．a点由水电离产生的c(H＋)和c(OH－)的乘积为1×10－26
B．b点溶液中：c(Cl－)>c(R＋)>c(H＋)>c(OH－)
C．c点溶液的pH＝7，且所含溶质为ROH和RCl
D．碱性：MOH>ROH，且MOH是强碱，ROH是弱碱
【方法技巧】溶液pH计算的一般思维模型
【变式探究】常温下，pH＝10的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别加水稀释到100 mL，其pH与溶液
体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是( )A．稀释前，两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C．完全中和X、Y溶液时，消耗同浓度盐酸的体积：V >V
X Y
D．若8
