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第33 讲 水的电离和溶液的酸碱性
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。
3. 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
考点一 水的电离
1．水的电离
水是极弱的电解质，其电离方程式为
H2O＋H2OH3O＋＋OH－，
通常可简写为H2OH＋＋OH－
2．水的离子积常数
(1)表达式：KW＝c(H＋)·c(OH)－。
(2)室温下：KW＝1×10－14。纯水中c(H＋)＝c(OH－)＝10－7mol·L－1
(3)影响因素：只与温度有关，升高温度，KW增大。
(4)适用范围：KW不仅适用于纯水，，也适用于稀的电解质水溶液。
(5)意义：KW揭示了在任何水溶液中均存在H＋和OH－，只要温度不变，KW不变。
3．水的电离平衡移动的影响因素
(1)温度：温度升高，KW变大，水的电离平衡右移。
(2)加入酸或碱，可抑制水的电离(相当于“同离子效应”)。如在水中加入盐酸、氢氧化钠等，可使水
的电离程度变小，但不影响KW的大小。
(3)加入可水解的盐，可促进水的电离(相当于“离子反应效应”)。如在水中加入醋酸钠、氯化铵、碳
酸钠等，可使水的电离程度变大，但不影响KW的大小。
(4)加入强酸的酸式盐(如NaHSO4)，相当于加入酸，抑制水的电离；加入弱酸的酸式盐，对水的电离
是促进还是抵制，则要看弱酸酸式酸根离子的水解程度大还是电离程度大。
特别提醒：
(1)水的离子积常数KW＝c(H＋)·c(OH－)，不仅适用于纯水，也适用于一切酸、碱、盐的稀溶液。
(2)水的离子积常数说明在任何水溶液中均存在水的电离平衡，都有H＋和OH－存在。
(3)在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离产生的c(H＋)、c(OH－)总是相等的。
在KW的表达式中，c(H＋)、c(OH－)均表示整个溶液中H＋、OH－总的物质的量浓度而不是单指由水电离出
的c(H＋)、c(OH－)。
任务目标
必备知识
1
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1．25℃时，下列溶液中水的电离程度最小的是( )
A．0.01 mol/L 盐酸
B．0.01 mol/L Na2CO3溶液
C．pH=4 的NaHSO4溶液
D．pH=11 的氨水
【答案】A
【解析】A. 0.01 mol/L 盐酸中氢离子浓度是0.01mol/L，抑制水的电离；
B. 0.01 mol/L Na2CO3溶液中碳酸根水解，促进水的电离；
C. pH=4 的NaHSO4溶液中溶质电离出氢离子，抑制水的电离，其中氢离子浓度是10－4mol/L；
D. pH=11 的氨水中一水合氨电离出氢氧根，抑制水的电离，其中氢氧根离子浓度是10－3mol/L；
综上所述，对水的电离的抑制作用最大的是0.01 mol/L 盐酸，因此，水的电离程度最小的是0.01 mol/L 盐
酸，答案选A。
2．水的电离过程为
，在
和
时其离子积分别为
、
下列说法正
确的是
A．水的电离过程是吸热过程
B．
随着温度升高而降低
C．水的电离度
D．在250C 时，纯水中
【答案】A
【解析】水中存在电离平衡，电离过程是吸热过程，温度升高促进电离，氢离子浓度和氢氧根离子浓度增
大；水中氢离子浓度始终等于氢氧根离子浓度，水是中性。
A．分析不同温度下其平衡常数，K(25℃)=1.0×l0-14，K(35℃)=2.1×l0-14，温度升高平衡常数增大，则水的电
离是吸热过程，故A 正确；
B．温度升高促进水的电离，氢离子浓度增大，故B 错误；
C．升温促进水的电离程度，水的电离度
，故C 错误；
D．在35℃时水电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度比25°C 大，但氢离子浓度和氢氧根离子浓度是相同
的，水仍是中性，故D 错误。
答案选A。
3．25 ℃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、
要点突破
2
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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
【答案】A
【解析】 H2SO4与Ba(OH)2抑制水的电离，Na2S 与NH4NO3促进水的电离。25 ℃时，pH＝0 的H2SO4溶液
中：c(H2O)电离＝c(OH－)＝ mol·L－1＝10－14 mol·L－1；0.05 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝
mol·L
－
1
＝
10
－
13
mol·L
－
1
；
pH
＝
10
的
Na2S
溶
液
中
：
c(H2O)电离＝c(OH－)＝10－4 mol·L－1；pH＝5 的NH4NO3的溶液中：c(H2O)电离＝c(H＋)＝10－5mol·
L－1。它们的物质的量之比为10－14∶10－13∶10－4∶10－5＝1∶10∶1010∶109，故A 正确。
考点二 溶液的酸碱性与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。
将“>”“＝”或“<”填在下表空格中：
溶液
c(H＋)、c(OH－)大小比较
室温/25 ℃
数值
pH
中性溶液
c(H＋)＝c(OH－)
c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1
＝7
酸性溶液
c(H＋)>c(OH－)
c(H＋)>1×10－7 mol·L－1
<7
碱性溶液
c(H＋)<c(OH－)
c(H＋)<1×10－7 mol·L－1
>7
2．pH
(1)定义式：pH＝－lgc(H＋)
(2)溶液的酸碱性与pH 的关系：
室温下：
(3)适用范围：pH＝0～14。
(4)pH 试纸的使用。
把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH 试纸上，试纸变色后，与标准的色卡
对比即可确定溶液的pH。
特别提醒：
pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则待测液因被稀释可能会产生误差。广泛pH 试纸只能测出整数
值(不精确)。
必备知识
3
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3．常用酸碱指示剂及其变色范围
指示剂
变色范围(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
1．在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1.0×10－13mol/L，下列有关该溶液的叙述正确的是
A．该溶液一定呈碱性
B．该溶液可能呈酸性
C．该溶液的pH 一定是1
D．该溶液的pH 不可能为13
【答案】B
【解析】25℃时，溶液中，由水电离产生的c(H+)水为10-13mol/L，则由水电离产生的c(OH-)水也为10-
13mol/L；若溶液呈强酸性，根据Kw=c(H+)∙c(OH-)水，可知溶液中c(H+)为10-1mol/L，由于c(H+)水与c(H+)相比，
可以忽略不计，故该酸性溶液pH 为1；若溶液呈强碱性，则溶液中H+仅来自于水的电离，c(H+)=c(H+)水
=10-1mol/L，根据Kw=c(H+)∙c(OH-)，可知溶液中c(OH-)为10-1mol/L，故该碱性溶液pH 为13；综上所述，该
溶液可能是酸性，也可能是碱性，pH 可能为1，也可能为13；故B 正确，答案为B。
2．100 ℃时向pH＝6 的蒸馏水中加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH＝2，下列叙述不正确
的是( )
A．此时水的离子积Kw＝1.0×10－12
B．溶液中水电离出的c(H＋)＝1.0×10－10mol·L－1
C．c(H＋)<c(SO4
2-)
D．水的电离度随温度升高而增大
【答案】C
【解析】100 ℃时蒸馏水的pH＝6，c(OH－) = c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，Kw＝1.0×10－12。
A 选项，根据上面分析得出水的离子积Kw＝1.0×10－12，故A 正确，不符合题意；
B 选项，测得溶液的pH＝2，c(H＋)＝1.0×10－2mol·L－1，则c(OH－) ＝1.0×10－10mol·L－1，溶液中的氢氧根就
是水电离出的氢氧根，水电离出的氢离子等于水电离出的氢氧根离子，因此溶液中水电离出的c(H＋)＝
要点突破
4
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1.0×10－10mol·L－1，故B 正确，不符合题意；
C 选项，加入NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液的pH＝2，此时氢离子来自于水和硫酸氢钠，因此
c(H＋) > c(SO4
2－)，故C 错误，符合题意；
D 选项，水电离是吸热过程，升高温度，平衡正向移动，水的电离程度增大，因此水的电离度随温度升高
而增大，故D 正确，不符合题意。
综上所述，答案为C。
3．按要求计算下列各题(常温下，忽略溶液混合时体积的变化)：
(1)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＝
________。
(2)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__________。
(3)将pH＝a 的NaOH 溶液Va L 与pH＝b 的稀盐酸Vb L 混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则＝
__________。
【答案】(1)10 (2)1∶4 (3)10
【解析】 (1)pH＝3 的硝酸溶液中c(H＋)＝10－3 mol·L－1，pH＝12 的Ba(OH)2溶液中c(OH－)＝
mol·L－1＝10－2 mol·L－1，二者以体积比9∶1 混合，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，混合溶液中c(OH－)＝＝
1×10－4 mol·L－1，则混合后c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－10 mol·L－1，故pH＝10。
(2)设氢氧化钡溶液的体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2＋)＝n(SO)，由Ba(OH)2
＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O 知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝5×10－3V1
mol，＝1×10－3 mol·L－1，则V1∶V2＝1∶4。
(3)pH＝a 的NaOH 溶液中c(OH－)＝10a－14 mol·L－1，pH＝b 的稀盐酸中c(H＋)＝10－b mol·L－1，
根据中和反应H＋＋OH－===H2O，知c(OH－)·Va＝c(H＋)·Vb，＝＝＝
1014－(a＋b)，a＋b＝13，则＝10。
考点三 强酸(碱)与弱酸(碱)的比较
1．一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的比较
(1)相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较
项目
酸
c(H＋)
pH
中和碱的能力
与足量活泼
金属反应产
生H2的量
开始与金属
反应的速率
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盐酸
大
小
相同
相同
大
醋酸溶液
小
大
小
(2)相同pH、相同体积的盐酸与醋酸溶液的比较
比较
项目
酸
c(H＋)
c(酸)
中和碱的能力
与足量活泼
金属反应产
生H2的量
开始与金属反
应的速率
盐酸
相同
小
小
少
相同
醋酸溶液
大
大
多
2.一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数，醋酸的pH 大
加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH 的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数，盐酸的pH 大
加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多
1．关于pH 相同的醋酸和盐酸，下列叙述不正确的是 ( )
A．取等体积的两种酸分别与完全一样的足量锌粒反应，开始时反应速率盐酸大于醋酸
B．取等体积的两种酸溶液分别稀释至原体积的m 倍和n 倍，稀释后两溶液的pH 仍然相同，则m>n
C．取等体积的两种酸溶液分别与足量的锌粒反应，生成氢气的体积醋酸大于盐酸
D．取等体积的两种酸溶液分别与NaOH 反应，消耗NaOH 的物质的量醋酸大于盐酸
【答案】A
【解析】 pH 相同，即c(H＋)相同，在与锌粒反应时，开始的反应速率应该相同，A 项错；由于醋酸在稀
释时会继续电离，稀释相同的倍数时pH 增大的程度小于盐酸，若稀释后pH 仍相同，则醋酸的体积要大于
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盐酸，即m>n，B 项正确；等体积的两种酸分别与足量锌反应，醋酸生成的氢气体积大于盐酸，C 项正确；
等体积的两种酸分别与NaOH 反应，消耗NaOH 的量醋酸大于盐酸，D 项正确。
2．关于pH 相同的氨水和NaOH 溶液，下列叙述正确的是 ( )
A．c(OH－)：氨水>NaOH 溶液
B．c(NH3·H2O)＝c(NaOH)
C．导电能力：氨水<NaOH 溶液
D．相同体积时中和H2SO4的量：氨水>NaOH
【答案】D
【解析】二者pH 相同，说明c(OH－)相同，则c(NH3·H2O)>c(NaOH)，故A、B 两项错误；二者溶液中
c(OH－)相同，则c(NH)＝c(Na＋)，故导电能力相同，故C 项错误；由于等体积时，n(NH3·H2O)>n(NaOH)，
故中和H2SO4的量：氯水>NaOH。
3．pH＝1 的两种酸溶液A、B 各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH 与溶液体积的关系如图所示，下
列说法不正确的是 ( )
①若a<4，则A、B 都是弱酸
②稀释后，A 酸溶液的酸性比B 酸溶液强
③若a＝4，则A 是强酸，B 是弱酸
④A、B 两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
A．①④
B．②③
C．①③
D．②④
【答案】D
【解析】 pH＝1 的酸，加水稀释到1 000 倍，若pH＝4 则为强酸。若a<4，则A、B 都是弱酸，①正确；
根据图像可知，稀释后A 溶液的pH 大于B 溶液的pH，pH 越大氢离子浓度越小，则A 酸溶液的酸性比B
酸溶液弱，②不正确；由图可知，若a＝4，A 完全电离，则A 是强酸，稀释过程中B 的pH 变化小，则B
为弱酸，③正确；因A、B 酸性强弱不同，当溶液中c(H＋)相同时，A、B 两种酸溶液的物质的量浓度不相
等，④错误。答案选D。
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