课时3.3 水的电离和溶液的pH-2021-2022学年高二化学选择性必修1精品讲义（人教版2019）

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课时 3.3 水的电离和溶液的 pH

【学习目标】

1、认识水的电离存在电离平衡，掌握水的电离平衡的影响因素，知道水的离子积常数

2、认识溶液的酸碱性及 pH，掌握检测溶液 pH 的方法

3、能进行 pH 的简单计算，并能计算各类混合溶液的 pH

【主干知识梳理】

一、水的电离

1、水的电离：水是一种极弱的电解质，水的电离方程式为 H2O＋H2O H3O＋＋OH－或H2O H＋＋OH－

2、水的电离平衡常数：

因为水的电离极其微弱，在室温下 1L 纯水(即55.6 mol)只有 1×10－7mol H2O电离，电离前后 H2O的物质的量

几乎不变，因此 c(H2O)可以视为常数，上式可表示为：c (H+)·c (OH—)＝K电离·c (H2O)。其中常数 K电离与常数

c(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作 KW，即 K W= c(H＋)· c(OH—)

3、水的离子积常数(KW)

(1)表达式：KW＝c (H ＋

)· c (OH －

) ，室温时，KW＝1.0×10 －

(2)影响因素：KW只受温度影响，由于水的电离是吸热过程，温度升高，KW增大

4、外界条件对水的电离平衡的影响

(1)温度(升高温度，促进水的电离)：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡向右移动，电离程度增大，

c(H＋)和c(OH―)同时增大，KW增大，但由于 c(H＋)和c(OH－)始终保持相等，故仍呈中性

(2)加入酸、碱或强酸的酸式盐(抑制水的电离)：向纯水中加入酸或 NaHSO4、碱，由于酸(碱)电离产生的 H＋

(OH―)，使溶液中 c(H＋)或c(OH―)增大，使水的电离平衡左移，水的电离程度减小

(3)含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐(促进水的电离)：在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于

它们能跟水电离出的 H＋和OH―结合生成难电离物，使水的电离平衡右移，水的电离程度增大

(4)加入活泼金属(促进水的电离)：向纯水中加入金属钠，由于活泼金属能与水电离的 H＋直接作用，产生氢气，

促进水的电离

H2O H＋＋OH－　ΔH>0

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

加入金属 Na 右移减小增大增大不变

5、水的离子积适用范围：KW不仅适用于纯水(或其他中性溶液)，也适用于酸、碱、盐的稀溶液，不管是哪种溶

液，由水电离出的 c(H＋)与c(OH－)一定相等

6、水的离子积表达式的应用：在水溶液中，均存在水的电离平衡，因此在表达式中，c(H＋)、c(OH―)表示整个

溶液总物质的量浓度，KW＝c(H＋)溶液·c(OH－)溶液

(1)纯水中：KW＝c(H＋)水·c(OH－)水

(2)酸溶液中：KW＝[c(H＋)酸＋c(H＋)水]·c(OH－)水，由于 c(H＋)酸>>c(H＋)水，故忽略水电离出的 H＋

即：KW＝c(H＋)酸·c(OH－)水，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水

例：计算 25℃，0.1mol/L 的HCl 中，c(H＋)酸＝，c(H＋)水＝，c(OH－)水＝，

由水电离出的 c(H＋)水·c(OH－)水＝____________

(3)碱溶液中：KW＝c(H＋)水·[c(OH－)碱＋c(OH－)水]，由于 c(OH－)碱>>c(OH－)水，故忽略水电离出的 OH－

即：KW＝c(H＋)水·c(OH－)碱，但由水电离出来的：c(H＋)水＝c(OH－)水

例：计算 25℃，0.1mol/L 的NaOH 中，c(H ＋)水＝，c(OH－)碱＝，c(OH－)水＝

，由水电离出的 c(H＋)水·c(OH－)水＝____________

【微点拨】

①在不同溶液中，c(H＋)、c(OH－)可能不同，但任何溶液中由水电离出的 c(H＋)与c(OH－)一定相等

)(

)()(

2OHc

OHcHc

—

电离







②对于酸、碱、盐的稀溶液中，c(H2O)也可认为是定值。Kw＝c(H＋)·c(OH－)，但 c(H＋)、c(OH－)为溶液中的浓

度，不一定是水电离出的

③室温下，由水电离出的 c水(H＋)或c水(OH－)＜10－7 mol·L－1时，可能是加酸或加碱抑制了水的电离

【对点训练 1】

1、25 ℃时，水的电离达到平衡：H2O H＋＋OH－　ΔH>0，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，Kw不变

C．向水中加入少量 CH3COOH，平衡逆向移动，c(H＋)降低

D．将水加热，Kw增大，c(H＋)不变

2、常温下，某溶液中由水电离出的 c(H＋)水＝1.0×10－13 mol·L－1，该溶液可能是(　　)

A．二氧化硫水溶液 B．氯化钠水溶液 C．硝酸钠水溶液 D．硫酸钠水溶液

3、常温下，0.1 mol·L－1的NaOH 溶液中由水电离出的 OH－的物质的量浓度为(　　)

A．0.1 mol·L－1 B．1.0×10－13 mol·L－1 C．1.0×10－7 mol·L－1 D．1.0×10－6 mol·L－1

4、常温下，下列三种溶液中，由水电离出的氢离子浓度之比为(　　)

①1 mol·L－1的盐酸　② 0.1 mol·L－1的盐酸　③ 0.01 mol·L－1的NaOH

A．1∶10∶100 B．0∶1∶12 C．14∶13∶12 D．14∶13∶2

5、某温度下，向 c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1的蒸馏水中加入 NaHSO4晶体，保持温度不变，测得溶液中 c(H＋)＝

1×10－3 mol·L－1。下列对该溶液的叙述不正确的是(　　)

A．该温度高于 25 ℃ B．由水电离出来的 H＋的浓度为 1×10－11 mol·L－1

C．加入 NaHSO4晶体抑制水的电离 D．取该溶液加水稀释 100 倍，溶液中的 c(OH－)增大

二、溶液的酸碱性与 pH

1、溶液的酸碱性

(1)溶液的酸碱性：溶液酸碱性的判断标准是溶液中

c (H ＋

) 与

c (OH －

) 的相对大小

(2)溶液的酸碱性与 c(H＋)和c(OH－)的关系

c(H＋)与c(OH－)相对大小 c(H＋)/mol·L－1的范围(25 ℃)

中性溶液 c(OH－)＝c(H＋)c(H＋)＝1.0×10－7

酸性溶液 c(OH－)<c(H＋)c(H＋)>1.0×10－7

碱性溶液 c(OH－)>c(H＋)c(H＋)<1.0×10－7

(3)溶液的 pH 与c(H＋)及酸碱性的关系

①pH 的定义：pH 是c(H＋)的负对数，其表达式是 pH＝－ lg c (H ＋

)

②pH 的意义：pH 越大，溶液的碱性越强；pH 越小，溶液的酸性越强

③溶液酸碱性与 pH 的关系(常温下)：pH＜7，为酸性溶液；pH＝7，为中性溶液；pH＞7，为碱性溶液

④pH 的适用范围：1×10－14 mol·L－1≤c(H＋)≤1 mol·L－1

【微点拨】

①酸性(碱性)溶液并不一定是酸类(碱类)物质

②判断溶液的酸碱性不能根据 c (H+)和c (OH –)绝对大小，而应比较二者相对大小，不受温度影响

③溶液的酸碱性也不能根据 pH 来判断，如：pH=7 的溶液不一定为中性溶液，100℃时，pH=6 为中性溶液

④当c(H＋)或c(OH－)大于 1 mol·L－1时，通常用 c (H ＋

) 或

c (OH －

) 直接表示

⑤当 c(H＋)或c(OH－)小于或等于 1 mol·L－1时，通常用 pH

表示

2、溶液酸碱性的测定方法

(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的 pH 范围)

指示剂变色范围(颜色与pH 的关系)

石蕊 <5.0 红色 5.0～8.0 紫色 >8.0 蓝色

酚酞 <8.2 无色 8.2～10.0 浅红色 >10.0 红色

甲基橙 <3.1 红色 3.1～4.4 橙色 >4.4 黄色

(2)利用pH 试纸测定

①使用 pH 试纸的正确操作：取一小块pH 试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试

液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH

②pH 试纸分类

a．广泛 pH 试纸：其 pH 范围是 1 ～ 14 (最常用)，可以识别的pH 差约为1，只能读整数

b．精密 pH 试纸：可判别0.2 或0.3 的pH 差值

c．专用pH 试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH 试纸

(3)用pH 计测量：pH 计也叫酸度计，该仪器可精密测量溶液的 pH。其量程为 0 ～ 14 ，可精确测定试液的 pH(读

至小数点后 2位)

【微点拨】

①使用 pH 试纸测溶液 pH 时不能用蒸馏水润湿

②pH 试纸不能测漂白性的物质的 pH(如：氯水、次氯酸盐、浓硝酸)，pH 试纸不能测脱水性的物质的 pH(如：

浓硫酸)

3、pH 的应用

(1)医疗上：血液中的 pH 是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控血液的 pH 是辅助治疗的重要手段之一

(2)生活中：人们使用的护发素的主要功能也是调节头发的pH，使之达到适宜的酸碱度

(3)环保领域：酸性和碱性废水的处理常利用中和反应，处理过程中可利用pH 自动测定仪进行检测和控制

(4)农业生产中：各种农作物生长都对土壤的pH 范围有一定的要求

(5)科学实验和工农业生产中：溶液 pH 的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。如在用

于测定酸碱溶液浓度的酸碱中和反应滴定中，溶液 pH 的变化是判断滴定终点的依据

【对点训练 2】

1、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 表示其酸碱度更为方便

D．把pH 试纸直接插入待测溶液中，测其 pH

2、下列溶液一定呈酸性的是(　　)

A．c(H＋)＝10－6 mol·L－1的溶液 B．pH<7 的溶液

C．c(H＋)>c(OH－)的溶液 D．滴加酚酞显无色的溶液

3、下列说法正确的是(　　)

A．c(H＋)＝的溶液一定呈中性

B．将水加热，Kw增大，pH 不变，仍呈中性

C．向水中加入少量氢氧化钠固体，溶液的 c(OH－)增大，平衡逆向移动，Kw减小

D．向 0.01 mol·L－1醋酸溶液中加水，溶液中水电离产生的 c(H＋)将减小

4、用 pH 试纸测定溶液的 pH，正确操作是(　　)

A．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对

照

C．将一小块试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D．将一小块试纸先用蒸馏水润湿后，再在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照

三、pH 的计算 (25 ℃)

1、单一溶液的 pH 计算

(1)求强酸溶液的 pH：已知c mol·L－1 的HnA强酸溶液，则c(H＋)＝nc mol·L－1；

【对点训练 3】

ncHc

pH lglg )( 



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