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第十一讲水的电离和溶液的pH值【考纲要求】1. 从水的电离平衡去理解水的离子积和溶液pH值的含义，掌握溶液pH值跟氢离子浓度和溶液酸碱性的关系。
2.了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值。
3.掌握酸碱的pH值计算以及氢离子浓度和pH值的互算。
4.通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学，对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。
一、水的离子积1．定义H2O H++OH--Q，KW=c(H+)·c(OH-)2．性质（1）在稀溶液中，KW只受温度影响，而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。
（2）在其它条件一定的情况下，温度升高，KW增大，反之则减小。
二、溶液的pH1．定义pH= -lg c(H+)，广泛pH的范围为0～14。
注意：当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1mol时，不用pH表示溶液的酸碱性。
2．pH与溶液酸碱性的关系（25℃时）表5-1 pH与溶液的酸碱性pH 溶液的酸碱性pH<7 溶液呈酸性，pH越小，溶液的酸性越强pH=7 溶液呈中性pH>7 溶液呈碱性，pH越大，溶液的碱性越强3．改变溶液pH的常用方法表5-2 改变溶液pH的方法pH变化采取的措施pH增大加碱对于酸性溶液可加水稀释pH减小加酸对于碱性溶液可加水稀释注意：酸性溶液无限加水稀释，pH只能接近于7，且仍小于7；碱性溶液无限加水稀释时，pH只能接近于7，且仍大于7。
4．有关pH的计算（1）酸溶液中，c(H+)酸c(H+)水≈KW；碱溶液中，c(OH-)碱c(OH-)水≈KW。
（2）强碱、强碱溶液稀释的计算①强酸溶液，pH（稀释）=pH（原来）+lg n(n为稀释的倍数)②强碱溶液，pH（稀释）=pH（原来）-lg n(n为稀释的倍数)（3）强酸、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算表5-3 强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算混合物质两种溶液pH关系混合后溶液pH A、B均为酸pHA<pHB pHA+0.3A、B均为碱pHA<pHB pHB-0.3A是酸、B是碱pHA+pHB=14 7pHA+pHB<14(酸剩余) pHA+0.3 pHA+pHB>14(酸剩余) pHB-0.3注意：酸碱溶液的pH之差必须≥2，否则误差较大。
专练40 水的电离、溶液的酸碱性及pH计算1．[2024·浙江卷1月]已知25 ℃时二元酸H2A的K a1＝1.3×10－7，K a2＝7.1×10－15。
下列说法正确的是（）A．在等浓度的Na2A、NaHA溶液中，水的电离程度前者小于后者B．向0.1 mol·L－1的H2A溶液中通入HCl气体（忽视溶液体积的变更）至pH＝3，则H2A的电离度为0.013%C．向H2A溶液中加入NaOH溶液至pH＝11，则c（A2－）>c（HA－）D．取pH＝a的H2A溶液10 mL，加蒸馏水稀释至100 mL，则该溶液pH＝a＋12．[2024·广东测试]25 ℃时，H2SeO4第一步完全电离，其次步电离平衡常数K a＝2.18×10－2。
则25 ℃时，下列说法正确的是（）A．KHSeO4溶液显碱性B．K2SeO4溶液中存在c（K＋）＝2[c（HSeO－4）＋c（SeO2－4）]C．0.5 mol·L－1的H2SeO4溶液中，c（HSeO－4）＋2c（SeO2－4）＋c（OH－）＝0.5 mol·L－1D．向H2SeO4溶液中滴加KOH溶液至中性时，c（SeO2－4）c（HSeO－4）＝2.18×1043．[2024·贵州贵阳摸底]如图表示水中c（H＋）和c（OH－）的关系，下列推断错误的是（）A.图中T1<T2B．XZ线上随意点均有pH＝7C．M区域内随意点（不含实线上的点）均有c（H＋）<c（OH－）D．两条曲线间随意点均有c（H＋）×c（OH－）＝K w4．室温时，下列混合溶液的pH肯定小于7的是（）A.pH＝3的醋酸溶液和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合B．pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钠溶液等体积混合C.pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合D．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合5．25 ℃时，K w＝1.0×10－14；100 ℃时，K w＝1×10－12，下列说法正确的是（）A．100 ℃时，pH＝10的NaOH溶液和pH＝2的H2SO4恰好中和，所得溶液的pH＝7B.25 ℃时，0.2 mol·L－1 Ba（OH）2溶液和0.2 mol·L－1 HCl等体积混合，所得溶液的pH＝7C．25 ℃时，0.2 mol·L－1 NaOH溶液与0.2 mol·L－1CH3COOH恰好中和，所得溶液的pH＝7D．25 ℃时，pH＝12的氨水和pH＝2的H2SO4等体积混合，所得溶液的pH＞76．[2024·绵阳诊断]已知温度T时水的离子积常数为K w，该温度下，将浓度为a mol·L －1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是（）A．a＝bB．混合溶液的pH＝7C．混合溶液中，c（H＋）＝K w mol·L－1D．混合溶液中，c（H＋）＋c（B＋）＝c（OH－）＋c（A－）7．[综合创新]室温下，在试验室中用0.1 mol·L－1的盐酸滴定10 mL 0.1 mol·L－1的ROH溶液，滴定曲线如图所示。
高三化学一轮复习水的电离和溶液的酸碱性奇迹是努力的另一个名字考点一 水的电离 1．水的电离水是极弱的电解质，水的电离方程式为 或 。
2．水的离子积常数K w ＝ 。
(1)室温下：K w ＝ 。
(2)影响因素：只与有关，升高温度，K w 。
(3)适用范围：K w 不仅适用于 ，也适用于 。
(4)K w 揭示了在任何水溶液中均存在H ＋和OH －，只要温度不变，K w 不变。
3．影响水电离平衡的因素(1)升高温度，水的电离程度 ，K w 。
(2)加入酸或碱，水的电离程度 ，K w 。
(3)加入可水解的盐(如FeCl 3、Na 2CO 3)，水的电离程度 ，K w 。
4．填写外界条件对水电离平衡的具体影响体系变化条件 平衡移动方向Kw 水的电离程度 c(OH －)c(H ＋) HCl NaOH 可水解的盐 Na 2CO 3 NH 4Cl 温度升温 降温其他：如加入Na深度思考1．正误判断，正确的打“√”，错误的打“×”(1)在pH ＝2的盐酸溶液中由水电离出c (H ＋)和c (OH －)总是相等的( ) (2)在蒸馏水中滴加浓H 2SO 4，K w 不变( )(3)NaCl 溶液和CH 3COONH 4溶液均显中性，两溶液中水的电离程度相同( )(4)室温下，0.1 mol ·L －1的HCl 溶液与0.1 mol ·L －1的NaOH 溶液中水的电离程度相同( ) (5)25 ℃和60 ℃的水的pH ，前者大于后者，但都显中性( )(6)室温下，pH 值相同的NaOH 溶液与CH 3COONa 溶液，水的电离程度后者大( ) (7)常温下，pH ＝5的NH 4Cl 溶液与pH ＝9的CH 3COONa 溶液中，水的电离程度相同( )2．甲同学认为，在水中加入H 2SO 4，水的电离平衡向左移动，解释是加入H 2SO 4后c (H ＋)增大，平衡左移。
乙同学认为，加入H 2SO 4后，水的电离平衡向右移动，解释为加入H 2SO 4后，c (H ＋)浓度增大，H ＋与OH－中和，平衡右移。
年级高三学科化学版本人教新课标版课程标题高考第一轮复习——水的电离和溶液的酸碱性编稿老师刘学超一校林卉二校黄楠审核张美玲1. 理解水的电离平衡和离子积的概念，影响水电离平衡的因素。
2. 了解溶液的酸碱性和pH的关系。
3. 了解溶液pH的定义，初步掌握测定溶液pH的方法，能进行溶液pH的简单计算。
知道pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
4. 初步了解中和滴定的原理和方法。
二、考题规律从近几年的高考试题来看，考查内容包括：1. 在新情景下，考查水的电离平衡及与K w的关系，以及影响水的电离程度的因素。
2. pH的简单计算和判断溶液的酸碱性。
3. 根据溶液混合或稀释后的pH计算溶液的体积比。
4. 中和滴定实验的有关知识。
三、考向预测水的电离和溶液的酸碱性是高考考查的热点。
从近几年的高考试题来看，出现了用字母表示溶液的pH，计算溶液的pH。
溶液pH的计算中题设条件千变万化，有正向、逆向思维，数字与字母交替出现，与生物酸碱平衡相结合等。
中和滴定实验终点的判断及其基本操作等。
一、水的电离与溶液的酸碱性二、水的离子积常数及影响水电离平衡的因素1. 水的离子积常数水的离子积常数：K W=c(H+) ×c(OH－)。
（1）室温下：K W＝1.0×10－14mol2·L－2。
（2）影响因素：只与温度有关，升高温度K W增大。
（3）适用范围：K W不仅适用于纯水，也适用于稀的酸碱盐溶液。
2. 影响水电离平衡的因素（1）升高温度，水的电离程度增大，K W增大。
（2）加入酸或碱，水的电离程度减小，K W不变。
、Na2CO3），水的电离程度增大，K W不变。
3H2O H＋＋OH－ΔH>0条件变化移动方向c（H＋）c（OH－）K W升高温度向右增大增大增大加酸向左增大减小不变加碱向左减小增大不变加强酸弱碱盐向右增大减小不变加强碱弱酸盐向右减小增大不变3. 室温下水电离出的c（H）或c（OH）的计算规律（1）中性溶液：c （H ＋）＝c （OH －）（2）溶质为酸的溶液：H ＋来源于酸电离和水电离，而OH －只来源于水。
（3）溶质为碱的溶液：OH －来源于碱电离和水电离，而H ＋只来源于水。
（4）水解呈酸性或碱性的盐溶液：H ＋和OH －均由水电离产生。
三、溶液的pH1. 溶液酸、碱性的实质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 ＋）<c （OH －）， 常温下，pH>7。
2. pH 的计算（1）单一溶液的pH 计算①强酸溶液，如H n A ，设其浓度为c mol·L －1，则c （H ＋）＝nc mol·L －1，pH ＝－lg c （H＋）＝－lg nc②强碱溶液，如B （OH ）n ，设其浓度为c mol·L －1，则c （H ＋）＝1×10－14nc，pH ＝－lg c（H ＋）＝14＋lg nc（2）混合溶液的pH 计算①两种强酸混合：直接求出c （H ＋）混，再据此求pH 。
c （H ＋）＝212211)()(V V V H c V H c ++++ ②两种强碱混合：先求出c （OH －）混，再据K W 求出c （H ＋）混，最后求pH 。
c （OH －）＝212211)()(V V V OH c V OH c ++--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 。
（3）酸或碱加水稀释后pH 的计算：①强酸pH ＝a ，加水稀释10n 倍，则pH ＝a ＋n ②弱酸pH ＝a ，加水稀释10n 倍，则pH ＜a ＋n ③强碱pH ＝b ，加水稀释10n 倍，则pH ＝b －n ④弱碱pH ＝b ，加水稀释10n 倍，则pH ＞b －n 3. 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 －），则溶液呈酸性； 若c （H ＋）＝c （OH －），则溶液呈中性； 若c （H ＋）<c （OH －），则溶液呈碱性。
②利用pH 判断25℃时，若溶液的pH<7，则溶液呈酸性；若pH ＝7，则溶液呈中性；若pH>7，则溶液呈碱性。
4. pH 试纸的使用（1）方法：把小块pH 试纸放在玻璃片（或表面皿）上，用蘸有待测液的玻璃棒点滴在试纸的中央，试纸变色后，与标准比色卡比较以确定溶液的pH 。
（2）注意：pH 试纸使用前不能用蒸馏水润湿，否则将可能产生误差。
四、中和滴定1. 中和滴定所用仪器2. 酸碱指示剂的选择（1）常见滴定类型中指示剂的选择①强酸与弱碱在滴定终点时溶液呈酸性，可选用甲基橙为指示剂（变色点pH ＝4.4）。
②强碱与弱酸在滴定终点时溶液呈碱性，可选用酚酞为指示剂（变色点pH ＝8.2）。
③强酸与强碱在滴定终点时溶液呈中性，上述两种指示剂均可选用。
3. 中和滴定操作（以稀盐酸滴定氢氧化钠溶液为例） （1）准备 ①滴定管a. 检验酸式滴定管是否漏液；b. 洗涤滴定管后再用标准液润洗2～3次；c. 用漏斗注入标准液至“0”刻度以上2～3 cm 处；d. 排出酸式滴定管尖嘴处的气泡，将液面调节到“0”刻度，（或“0”刻度以下某一刻度），记下刻度值。
②锥形瓶：只能用蒸馏水洗涤，不能用待测液润洗。
（2）滴定①用碱式滴定管取一定体积待测液于锥形瓶中，滴入2～3滴指示剂；②用左手握活塞旋转开关，右手不断旋转、振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液的颜色变化，至滴定终点时，记下刻度值。
③每个样品滴定2～3次，取平均值求出结果。
4. 酸碱中和滴定的误差分析（1）原理c B ＝c A ·V A V B，V B 是准确量取的体积，c A 是标准溶液的浓度，它们均为定值，所以c B 的大小取决于V A 的大小，V A 大则c B 大，V A 小则c B 小。
（2）常见误差以标准酸溶液滴定未知浓度的碱（酚酞作指示剂）为例，常见的因操作不正确而引起的锥形瓶用待测溶液润洗变大偏高锥形瓶洗净后还留有蒸馏水不变无影响取液放出碱液的滴定管开始有气泡，放出液体后气泡消失变小偏低滴定酸式滴定管滴定前有气泡，滴定终点时气泡消失变大偏高振荡锥形瓶时部分液体溅出变小偏低部分酸液滴出锥形瓶外变大偏高溶液颜色较浅时滴入酸液过快，停止滴定后返加一滴碱液颜色无变化变大偏高读数滴定前读数正确，滴定后俯视读数（或前仰后俯）变小偏低滴定前读数正确，滴定后仰视读数（或前俯后仰）变大偏高例125℃时，某溶液中由水电离出来的自由移动的H＋的浓度为1×10－a mol/L，以下说法中正确的是（）A. a>7时，水的电离一定受到促进B. a<7时，水的电离一定受到抑制C. a>7时，溶液的pH为a或（14－a）D. a<7时，溶液的pH一定为a分析：常温下水的离子积是1×10－14，由水电离出来的H＋的浓度为1×10－7 mol/L，如果a>7肯定是水的电离受到了抑制，该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液。
如果a<7时，水的电离一定受到促进，是盐的水解所起的作用。
A、B答案正好相反，所以A、B都错。
C选项，当a>7时，如果是碱溶液则此时溶液中所有的H＋都是由水电离出来的，此时溶液的pH ＝a，如果是酸溶液，则此时溶液中所有的OH－都是由水电离产生的，此时溶液的pOH＝a，pH＝（14－a）。
D选项中，当a<7时，溶液呈酸性，溶液中的氢离子都是由水电离产生的，故pH=a。
答案：C D点评：本题考查了水的电离及其影响因素，也联系到了盐类的水解，是一类综合性题目。
考生易忽视溶液中H＋或OH－的来源以及条件变化，从而错选A、B。
对于此类题可细究如下：根据水的电离方程式：H2O H＋＋OH－，水的电离受到外界因素的影响：①在酸或碱的溶液中，外界加入的H＋或OH－使得c（H＋）或c（OH－）增大，水的电离平衡向左移动，水的电离受到抑制。
注意:由于水的电离是很微弱的，在酸溶液中，H＋绝大部分来自酸的电离，只有OH－全部来自于水，此时由水电离产生的c（H＋）等于该溶液中的c（OH－）；而在碱溶液中，H＋全部来自于水的电离，此时水电离产生的c（H＋）就是溶液中的c（H＋）。
②如果溶液中有盐的水解，则情况正好相反，在强碱弱酸盐溶液中，由于弱酸的酸根离子结合了一些H＋，使水的电离平衡向右移动，c（OH－）增大，故此时的OH－全部来自于水，而此时溶液中的H＋只是水电离产生的H＋的一部分H+，另一部分和弱酸的酸根离子结合了。
在弱碱强酸盐溶液中，由于弱碱的阳离子结合了一部分OH－，水的电离平衡同样向右移动，c（H＋）增大，此时溶液中的c（H＋）就是水电离出的c（H＋）。
例225℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－ΔH>0，则下列叙述正确的是（）A. 向水中加入稀氨水，平衡逆向移动，c（OH－）降低B. 向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，K W不变C. 向水中加入少量固体CH3COONa，平衡逆向移动，c（H＋）降低D. 将水加热，K W增大，pH不变分析：加入稀氨水，平衡逆向移动，但c（OH－）增大；向水中加入少量固体硫酸氢钠，c（H＋）增大，平衡逆向移动，但温度没变，故K W不变；向水中加入少量固体CH3COONa，因为CH3COONa的水解，能促使平衡正向移动，因为CH3COO－结合了H＋，故c（H＋）降低；因为正反应是吸热反应，加热，平衡正向移动，K W增大，c（H＋）变大，pH变小。
综上分析可知，本题选B项。
答案：B点评：H2O电离产生H＋、OH－，故能影响H＋、OH－浓度的因素均能使水的电离平衡发生移动，但是并不能影响水的离子积常数；加热既能促进H2O的电离，也能影响水的离子积常数。
例3在不同温度下的水溶液中，c（H＋）＝10x mol/L，c（OH－）＝10y mol/L，x与y 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的NaOH溶液的pH为________。
分析：（1）根据曲线对应的数据，可以知道曲线Ⅰ代表的温度下水的离子积为1×10－12，水的电离过程是吸热过程，温度越高，水的离子积就越大，曲线Ⅰ所代表的离子积比曲线Ⅱ的大，所以，曲线Ⅰ代表的温度高。
