大单元四 第三单元 水溶液中的离子反应与平衡
第2 讲 水的电离和溶液的pH
【高考考向预测】
水的电离和溶液pH 考查水的电离平衡、水的离子积常数、酸碱及盐类对水电离的影响，
涵盖pH 计算、强弱酸碱稀释规律、酸碱中和后酸碱性判断，常结合图像、滴定情境命题；
近三年必考，考频极高；预测2027 年侧重混合溶液pH 综合计算、水电离程度判断，强化特
殊条件下离子浓度分析与稀释图像解读。
【双基自测●明考向】
1．（26-27 高三·全国·一轮复习）25℃时，0.10 mol⋅L
−1 NaHCO3溶液加水稀释后，c (H
+)与
c(OH
−)的乘积变大。( )
2．（26-27 高三·全国·一轮复习）由水电离出的c水(H
+)=1×10
−12mol⋅L
−1的溶液：
Na
+、K
+、Cl
−、NO3
−可大量共存。( )
3．（25-26 高二上·全国·课后作业）25℃时，水的离子积Kw =1.0×10
−14，35℃时水的离子积
Kw =2.1×10
−14，则35℃时水中的c(H
+)>c(OH
−)。( )
4．（25-26 高三·全国·一轮复习）常温下水电离出的c(H＋)·c(OH-)=1×10-20的溶液：Ba2＋、Al3
＋、NO❑3
−、Na＋。( )
5．（25-26 高二上·全国·课后作业）升高温度，若Kw增大到10
−12，则纯水电离出的
c(H
+)=10
−6 mol⋅L
−1。( )
6．（25-26 高三·全国·一轮复习）常温下pH =12的NaOH溶液中，水电离出的氢离子数为
10
−12NA。( )
7．（25-26 高三·全国·一轮复习）室温下，pH 相同的盐酸和硫酸中，溶质的物质的量浓度相
同。( )
8．用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4。( )
9．（25-26 高三·全国·一轮复习）25° C时，1LpH =12的Ba(OH)2溶液中含有的OH
−的数目为
0.02NA。( )
10．（25-26 高三·全国·一轮复习）pH = 4的盐酸和pH = 4的醋酸溶液等体积混合后，溶液中H
+
的数目仍为10
−4 NA。( )
【核心梳理●明考点】
考点一 水的电离与水的离子积常数
1.水的电离和水的离子积常数
水的电离
(1)电离平衡：水是一种极弱的电解质。
(2)电离方程式：H2O ⇌
H + +OH
- （
水的电离是吸热过程）。
(3)水的离子积常数：
①表达式：Kw=c (H
+ )· c (OH
- ) =1×10
-14 （25℃）。
②影响因素：只是温度的函数，温度不变Kw不变，温度升高Kw增大。
③适用范围：Kw不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。
(4)意义：Kw揭示了在任何水溶液中均存在H+、OH-，只要温度不变，Kw不变。
2.外界条件对水的电离平衡的影响
分析下列条件的改变对水的电离平衡H2O
H++OH- ΔH>0 的影响,并填写下表:
改变条件
平衡移动方向
c(H+)
c(OH-)
水的电离程度
Kw
升高温度
右移
增大
增大
增大
增大
加入HCl(g)
左移
增大
减小
减小
不变
加入
NaOH(s)
左移
减小
增大
减小
不变
加入
NaHSO4(s)
左移
增大
减小
减小
不变
加入Na2CO3(s)
右移
减小
增大
增大
不变
加入NH4Cl(s)
右移
增大
减小
增大
不变
3.Kw的应用
计算溶液中水电离的H+或OH-浓度
(1)任何温度,任何水溶液,水电离的H+和OH-浓度总是相等。
(2)当抑制水的电离时(如酸或碱溶液)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较小的是水电离出来的。
(3)当促进水的电离时(如盐的水解)
在溶液中c(H+)、c(OH-)较大的是水电离出来的。
【考点突破●明方向】
1.水的电离平衡曲线如图所示,回答下列问题。
(1)图中A、B、C、D、E 五点Kw间的关系: 。
(2)在水中加少量酸,可实现A 点向 点移动。
(3)ABE 形成的区域中的点都呈现 性。
(4)若在B 点温度下,pH=2 的硫酸溶液中,c 水(H+)= mol·L-1。
【答案】(1)B>C>A=D=E (2)D (3)碱 (4)1×10-10
2.某温度时,水溶液中Kw=4×10-14。
(1)该温度比室温(25 ℃)高还是低? ,该温度下纯水中c(H+)= mol·L-1。
(2)若温度不变,滴入稀盐酸使c(H+)=5.0×10-6 mol·L-1,则c(OH-)= mol·L-1,水电离的c 水
(H+)= mol·L-1。
3.在不同温度下的水溶液中c(H+)与c(OH-)的关系如图所示。请回答下列问题:
(1)曲线Ⅰ代表的温度下,水的离子积为 ,曲线Ⅰ所代表的温度 (填“高于”
“低于”或“等于”)曲线Ⅱ所代表的温度。你判断的依据是
。
(2)曲线Ⅰ所代表的温度下,0.01 mol·L-1的NaOH 溶液的c(H+)为 mol·L-1。
考点二 溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)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。
(2)填写空格
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 及测定
(1)关系:pH=-lg
c (H
+ ) 。
(2)范围:0~14。
(3)测定: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。
(4)溶液酸碱性的另外一种表示——pOH
①pOH=-lg
c (OH
- ) ;
②常温下:pH+pOH=14。
3.酸、碱混合后溶液酸碱的判断
(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)室温下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)室温下,已知酸和碱pH 之和的溶液等体积混合酸碱性分析(两强混合)
①若pH 之和等于14,则混合后溶液显中性,pH=7。
②若pH 之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
③若pH 之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
4.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
(1)若酸过量:
c 混(H+)=c酸( H
+)·V 酸−c碱(O H
−)·V 碱
V 酸+V 碱
(2)若碱过量:
c 混(OH-)=c碱(O H
−)·V 碱−c酸( H
+)·V 酸
V 酸+V 碱
最后根据pH=-lg c(H+),求pH。
5.25℃,强酸(pH 酸)与强碱(pH 碱)混合至中性时,二者的体积与pH 的关系
(1)若pH 酸+pH 碱=14,浓度相等,V 酸∶V 碱=1∶1。
(2)若pH 酸+pH 碱>14,碱浓度大,V 酸∶V 碱=10
p H 酸+ p H 碱−14∶1。
(3)若pH 酸+pH 碱<14,酸浓度大,V 酸∶V 碱=1∶10
14−p H 酸−p H 碱。
【考点突破●明方向】
1.在某温度时,测得0.01 mol·L-1NaOH 溶液的pH 为11。
(1)该温度下水的离子积常数Kw= 。
(2)在此温度下,将pH=a 的NaOH 溶液Va L 与pH=b 的硫酸Vb L 混合。
①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb= 。
②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb= 。
2.常温下,两种溶液混合后酸碱性的判断(在横线上填“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H2SO4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H2SO4和pH=12 的NH3·H2O 等体积混合 。
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)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 。
【真题再现●明考向】
1．（2026·浙江·高考真题）已知：25° C下，
K sp[Cu(OH)2)=2×10
-20, K a(CH3COOH)=2×10
-5, K w =1×10
-14。
Cu(OH)2(s)+2CH3COOH(aq)⇌Cu
2+(aq)+2CH3COO
-(aq)+2H2O(l) K。过量Cu(OH)2与
x mol/L CH3COOH充分反应至平衡，平衡时c(CH3COO
-)=10c (CH3COOH)，不考虑反应前后溶液体
积变化，下列说法正确的是
A．K =8×10
2
B．c (Cu
2+)>1.0×10
-3mol/L
C．平衡时，溶液呈弱碱性
D．x>1.0×10
-3mol/L
2．（2025·广西·高考真题）常温下，用0.1000 mol⋅L
−1NaOH溶液以相同滴速分别滴定下列两
种等体积溶液：
I．硫酸酸化的0.02mol⋅L
−1 FeSO4溶液
Ⅱ．盐酸酸化的0.02mol⋅L
−1 FeCl3溶液
pH随滴定时间变化的滴定曲线如图。已知：K sp[Fe(OH)2)=10
−16.3，K sp[Fe(OH)3)=10
−38.6；溶液
中某离子的浓度≤10
−5 mol⋅L
−1时，可认为该离子沉淀完全。下列说法错误的是
A．d 点水电离的c (H
+)>10
−12.5 mol⋅L
−1
B．Ⅱ中Fe
3+恰好完全沉淀的点为f 点
C．I 中出现沉淀时的pH低于理论值，说明Fe
2+被氧化
D．g 点的c(Fe
3+)大于i 点的c(Fe
3+)
3．（2025·浙江·高考真题）蛋白质中N 元素含量可按下列步骤测定：
下列说法不正确的是
A．步骤Ⅰ，须加入过量浓H2SO4，以确保N 元素完全转化为NH4
+
B．步骤Ⅱ，浓NaOH溶液过量，有利于氨的蒸出
C．步骤Ⅲ，用定量、过量盐酸标准溶液吸收NH3，以甲基红(变色的pH范围：4.4 ~6.2)为指示
剂，用NaOH标准溶液滴定，经计算可得N 元素的含量
D．尿素[CO(NH2)2)样品、NaNO3样品的N 元素含量均可按上述步骤测定
4．（2024·广西·高考真题）常温下，用0.1000 mol⋅L
−1NaOH溶液分别滴定下列两种混合溶
液：
Ⅰ．20.00mL 浓度均为0.1000 mol⋅L
−1HCl和CH3COOH溶液
Ⅱ．20.00mL 浓度均为0.1000 mol⋅L
−1HCl和NH4Cl溶液
两种混合溶液的滴定曲线如图。已知Ka(CH3COOH)=Kb(NH3⋅H2O)=1.8×10
−5，下列说法正确的
是
A．Ⅰ对应的滴定曲线为N 线
B．a点水电离出的c(OH
−)数量级为10
−8
C．V (NaOH)=30.00 mL时，Ⅱ中c(Cl
−)>c(NH3⋅H2O)>c(NH4
+)
D．pH =7时，Ⅰ中c(CH3COOH)、c(CH3COO
−)之和小于Ⅱ中c(NH3⋅H2O)、c(NH4
+)之和
5．（2024·贵州·高考真题）硼砂[Na2B4O5(OH)4⋅8 H2O)水溶液常用于pH 计的校准。硼砂水解
生成等物质的量的B(OH)3(硼酸)和Na[B(OH)4)(硼酸钠)。
已知：①
25℃
时，硼酸显酸性的原理
B(OH )3+2 H 2O⇌
❑
❑
H 3O
++
K a=5.8×10
−10
②lg ❑√5.8≈0.38。
下列说法正确的是
A．硼砂稀溶液中c(Na
+)=c[B(OH)3)
B．硼酸水溶液中的H
+主要来自水的电离
C．25℃时，0.01mol⋅L
−1硼酸水溶液的pH≈6.38
D．等浓度等体积的B(OH)3和Na[B(OH)4)溶液混合后，溶液显酸性
6．（2024·湖南·高考真题）常温下Ka (HCOOH)=1.8×10
−4，向20 mL0.10 mol⋅L
−1NaOH溶液中缓
慢滴入相同浓度的HCOOH溶液，混合溶液中某两种离子的浓度随加入HCOOH溶液体积的变化关
系如图所示，下列说法错误的是
A．水的电离程度：M<N
B．M 点：2c(OH
−)=c (Na
+)+c (H
+)
C．当V (HCOOH)=10 mL时，c(OH
−)=c(H
+)+2c (HCOOH)+c(HCOO
−)
D．N 点：c (Na
+)>c(HC OO
−)>c(OH
−)>c (H
+)>c (HCOOH)
7.(2022·浙江6 月选考)25 ℃时,苯酚(C6H5OH)的Ka=1.0×10-10,下列说法正确的是( )
A.相同温度下,等pH 的C6H5ONa 和CH3COONa 溶液中,c(C6H5O-)>c(CH3COO-)
B.将浓度均为0.10 mol·L-1的C6H5ONa 和NaOH 溶液加热,两种溶液的pH 均变大
C.25 ℃时,C6H5OH 溶液与NaOH 溶液混合,测得pH=10.00,则此时溶液中c(C6H5O-)=c(C6H5OH)
D.25 ℃时,0.10 mol·L-1的C6H5OH 溶液中加少量C6H5ONa 固体,水的电离程度变小
8.(2023·湖南卷改编)常温下,用浓度为0.020 0 mol·L-1 的NaOH 标准溶液滴定浓度均为 0.020 0
mol·L-1 的HCl 和CH3COOH 的混合溶液,滴定过程中溶液的pH 随η(η=V (标准溶液)
V (待测溶液))的变化
曲线如图所示。
(1)d 点对应的溶液中溶质为 。
(2)a、b、c 三点对应的溶液中,水的电离程度由大到小的顺序为 。
【限时训练】
（60 分钟）
基础落实
选择题只有1 个选项符合题意
1.25 ℃时,由水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的离子组是( )
A.Cl-、CO3
2−、K+、Na+
B.NH 4
+、Na+、Cl−、HC O3
−
C.Cu2+、SO4
2−、Al3+、Cl-
D.NO3
−、Na+、Cl-、Ba2+
2.下列有关溶液的酸碱性与pH 的说法错误的是( )
A.溶液pH 越小,酸性越强,反之,碱性越强
B.pH<7 的溶液,可能呈酸性
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
3.常温下,设1 L pH=6 的AlCl3溶液中由水电离出的H+的物质的量为n1 mol;1 L pH=6 的盐酸中
由水电离出的H+的物质的量为n2 mol,则
n1
n2
为( )
A.0.01
B.1
C.10
D.100
4.某温度下,水的离子积常数Kw=1×10-12。该温度下,将pH=4 的H2SO4溶液与pH=9 的NaOH 溶
液混合并保持恒温,欲使混合溶液的pH=7,则稀硫酸与NaOH 溶液的体积比为( )
A.1∶10
B.9∶1
C.1∶9
D.99∶21
5.下列溶液一定显酸性的是( )
A.使酚酞变红的溶液
B.c(H+)>c(OH-)的溶液
C.pH=6 的溶液
D.c 水(OH-)=10-10 mol·L-1的溶液
6.(2024·吉林长春模拟)在不同温度下,水溶液中c(H+)与c(OH-)有如图所示关系。下列关于离子
共存说法中正确的是( )
A.d 点对应的溶液中大量存在:Na+、K+、ClO-、Cl-
B.b 点对应的溶液中大量存在:Fe2+、Ba2+、K+、NO3
−
C.c 点对应的溶液中大量存在:Na+、Ba2+、Cl-、SO4
2−
D.a 点对应的溶液中大量存在:CO3
2−、Na+、I-、Fe3+
7.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 NaOD 的重水溶
液,充分反应后溶液的pD=1(忽略溶液体积的变化)
8.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
9.计算25 ℃时下列溶液的pH。
(1)0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH= 。
(2)0.001 mol·L-1的NaOH 溶液的pH= 。
(3)0.1 mol·L-1的NH3·H2O 溶液(NH3·H2O 的电离度α 约为1%)的pH= 。
(4)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= 。
(5)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=
。
能力提升
10.如图表示水中c(H+)和c(OH-)的关系,下列判断错误的是( )
A.两条曲线间任意点均有c(H+)·c(OH-)=Kw
B.M 区域内(边界除外)任意点均有c(H+)<c(OH-)
C.温度:T1<T2
D.XZ 线段上任意点均有pH=7
11.如图所示的酸碱溶液恰好完全中和,则下列叙述正确的是( )
A.实验②的混合溶液可能呈酸性
B.若V1>V2,则说明HA 为强酸,HB 为弱酸
C.因为两种酸溶液的pH 相等,故V1一定等于V2
D.若实验①中,V=V1,则混合溶液中c(Na+)=c(A-)
12.25 ℃时,体积为Va、pH=a 的某一元强酸溶液与体积为Vb、pH=b 的某一元强碱溶液均匀混
合后,溶液的pH=7,已知b=6a,Va<Vb,下列有关a 的说法正确的是( )
A.a 可能等于1
B.a 一定大于2
C.a 一定小于2
D.a 一定等于2
13.(1)水在高温高压状态下呈现许多特殊的性质。当温度、压强分别超过临界温度(374.2
℃)、临界压强(22.1 MPa)时的水称为超临界水。
①与常温常压下的水相比,高温高压液态水的离子积会显著增大。解释其原因:
。
②如果水的离子积Kw从1.0×10-14增大到1.0×10-10,则相应的电离度是原来的 倍。
(2)已知H2O2是一种二元弱酸,常温下,K a1=1.0×10−12、K a2=1.05×10-25,则H2O2的电离方程式
为 ,
则该温度下1 mol·L-1的H2O2溶液的pH 近似为 (不考虑H2O2的第二步电离和水的电
离)。
14.已知水在25 ℃和100 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。假设溶液混合后体积变化忽略不计,
回答下列问题:
(1)25 ℃时,将pH=9 的NaOH 溶液与pH=4 的硫酸溶液混合,所得混合溶液的pH=7,则NaOH 溶
液与硫酸溶液的体积比为 。
(2)100 ℃时,若100 体积pH=a 的某强酸溶液与1 体积pH=b 的某强碱溶液混合后溶液呈中性,
则a 与b 之间应满足的关系是 。
(3)曲线A 所对应的温度下,pH=2 的HCl 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 α2(填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)。
(4)曲线B 对应的温度下,将0.02 mol·L-1 Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积
混合后,混合溶液的pH= 。
