化学 · 高中 · 约 6 分钟

水的电离与溶液 pH 计算:离子积、混合计算与稀释规律

pH 计算是高考化学的必保分:先把 Kw 的温度条件和「谁抑制谁促进」分清,再按混合后过量情况分三路计算。稀释规律的两条结论(酸不过 7、弱酸变化小)覆盖大多数选择题。

水的电离与离子积

要点内容注意事项
水的电离H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻,极弱电解质酸碱盐溶液中水电离依然存在
离子积 Kw25℃ 时 c(H⁺) × c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴ Kw 随温度升高增大,100℃ 时约 1×10⁻¹²
中性判断c(H⁺) = c(OH⁻) 才是中性高温下中性溶液 pH 小于 7
酸碱的影响酸和碱都抑制水的电离能水解的盐促进水的电离

酸溶液中 OH⁻ 全部来自水的电离;碱溶液中 H⁺ 全部来自水的电离。求水电离出的 c(H⁺) 或 c(OH⁻),就用 Kw 除以酸碱提供的另一离子浓度。

pH 的定义与计算套路

  • pH = −lg c(H⁺);c(H⁺) = 10⁻pH;pH 每变化 1,c(H⁺) 变化 10 倍
  • 强酸稀释:pH 为 a 的强酸稀释 10ⁿ 倍,pH 变为 a + n(不超过 7)
  • 强碱稀释:pH 为 b 的强碱稀释 10ⁿ 倍,pH 变为 b − n(不低于 7)
  • 强酸与强碱混合:先算过量,剩余的 c(H⁺) 或 c(OH⁻) 再求 pH
  • 速算结论:25℃ 时强酸与强碱等体积混合,pH 之和等于 14 则恰好完全反应;pH 之和大于 14 则碱过量、显碱性;小于 14 则酸过量

混合计算的完整流程

  • 第一步:把两溶液的浓度都换算成 c(H⁺) 或 c(OH⁻)(碱要先除以 Kw 换算)
  • 第二步:分别乘体积求出 n(H⁺) 与 n(OH⁻),判断谁过量
  • 第三步:用过量部分除以总体积(体积可以近似相加),得到混合后的 c(H⁺) 或 c(OH⁻)
  • 第四步:若算的是 c(OH⁻),先用 Kw 换算成 c(H⁺) 再取负对数得 pH

辨析:酸性溶液稀释后为什么永远到不了 7

酸溶液无论怎么稀释,始终以酸的电离为主提供 H⁺,水电离出的 OH⁻ 不会反超——pH 只能无限逼近 7 而不能越过。判断题说「pH = 5 的盐酸稀释一万倍后 pH = 9」就是典型错误,正确答案是无限接近 7(略小于 7)。同理 pH = 10 的 NaOH 稀释到极稀也只能略大于 7。见「越过 7」直接判错。

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