二十、水的电离?溶液的pH
水的电离和溶液的pH是电解质溶液的重点和难点，是高中与大学的重要衔接点，同时也是高考化学试题的热点。分析多年的高考化学试题，我们不难发现：水的电离和溶液pH这一知识点试题每年考并且常考常新。因此，有必要认真加以训练。
相关知识点
１、电解质溶液的酸碱性跟水的电离密切相关。实验证明，水是一种极弱的电解质，能微弱电离：
H2O H2O H3O OH—，可简写为：H2O H OH—。此电离平衡易受外界条件（温度、电解质等）影响，但遵循平衡移动原理。实验还证明，在纯水或电解质的稀溶液中，当温度一定时，c(H )与c(OH-)的乘积是一常数，即c(H )?c(OH-)＝Kw。Kw简称为水的离子积。它只是温度函数，并随温度的升高而增大。25℃时，Kw=1×10-14，100℃，Kw=1×10-12。
２、电解质溶液的酸碱性取决于c(H )与c(OH-)的相对大小。在常温下，
中性溶液中c(H ) = c(OH-) = 1×10-7mol/L；
酸性溶液中c(H ) > c(OH-)；c(H ) > 1×10-7mol/L；
碱性溶液中c(H ) < c(OH-)，c(H ) < 1×10-7mol/L。
３、电解质稀溶液的酸碱性可用pH大小来统一度量，其定义式：pH = －1g c(H )。pH的通常范围是0 ~ 14，若pH < 0，则直接用c(H )来表示已比较方便了[c(H ) > 1mol/L]；若pH > 14，则直接用c(OH— )来表示也已比较方便了[c(OH-) > 1mol/L]。
同样可定义：pOH = －1g c(OH-)，在常温下，同一溶液的pH ＋ pOH = 14。
4．强酸、弱酸与碱、与活泼金属反应的一般规律
（1）相同物质的量浓度、相同体积的盐酸与醋酸的比较
（2）相同pH、相同体积的盐酸与醋酸的比较
☆结论:
① 酸与活泼金属反应时，产生H2的多少是由酸最终电离产生H 的物质的量决定的；产生H2的快慢是由酸中c(H )决定的。
② 酸中和碱的能力强弱是由酸最终电离产生H 的物质的量决定的。
5．证明某酸（如醋酸）是弱酸的实验原理
① 测定0.01mol/L 醋酸溶液的pH，发现大于2 。[说明c(H )< c(醋酸)，即醋酸末完全电离]
（该方案简单可行）
② 用pH试纸或酸碱指示剂测定0.1 mol/L CH3COONa溶液的酸碱性，发现呈碱性。
[说明CH3COO—发生了水解，即CH3COOH是弱酸]（该方案亦简单可行）
③ 向滴有石蕊试液的醋酸溶液中，加入适量的CH3COONH4晶体后振荡，发现红色变浅。[CH3COONH4晶体中由于NH4 、CH3COO— 对应的NH3?H2O和CH3COOH在常温时电离常数几乎相同，故它们的水解程度相同，所得溶液呈中性，但在醋酸溶液中增加了醋酸根浓度，石蕊试液的红色变浅，酸性减弱，说明醋酸溶液中存在电离平衡，且逆向移动了，亦即说明醋酸是弱酸]（该方案亦简单易行）
④ 取等体积、pH都等于2的醋酸和盐酸与同浓度的NaOH溶液中和，前者中和NaOH多。
[说明n(醋酸) > n(盐酸) c(醋酸) > c(盐酸) c(醋酸) > c(H ) 醋酸是弱电解质 ]
（该方案的缺点是：难以配得pH等于2的醋酸）
⑤ 取等体积、pH都等于2的醋酸和盐酸与足量的Zn粒反应，并将产生的氢气分别收集起来，发现醋酸生成的H2多。[原理同④]
（该方案的缺点是：难以配得pH等于2的醋酸，且操作较繁）
⑥ 将10 mL pH=2的醋酸溶液用蒸馏水稀释成1L，再测定其pH，发现小于4。
[说明稀释100倍后，溶液中c(H )稀 > c(H )浓/100，n(H )有所增加，即又有醋酸分子电离了]（该方案的缺点是：难以配得pH等于2的醋酸）
⑦ 在相同条件下，将表面积相同的锌粒分别跟物质的量浓度相同的盐酸和醋酸反应，前者反应速率快，后者反应速率慢。[说明醋酸电离产生的c(H )小于同浓度盐酸的，即醋酸末完全电离] （该方案的缺点是：锌粒的表面积难以做到完全相同）
6．电离平衡和水解平衡的比较
电 离 平 衡 水 解 平 衡
实 例 H2S水溶液（0.1mol/L） Na2S水溶液（0.1mol/L）
研究对象 弱电解质（弱酸、弱碱、水） 强电解质（弱酸盐、弱碱盐）
实 质
弱酸 H 弱酸根离子
弱碱 OH— 弱碱阳子
H2O H2O H3O OH—
离子化速率 = 分子化速率 弱酸根阴离子 H2O 弱酸 OH—
弱碱阳离子 H2O 弱碱 H
水解速率 = 中和速率
程 度
酸或碱越弱，电离程度越小，多元酸的一级电离远远大于二级电离，大于三级电离…… “越弱越水解”，多元弱酸根一级水解远远大于二级水解，大于三级水解……
一般中和程度远远大于水解程度
双水解程度较大，甚至很彻底。
能量变化 吸热（极少数例外） 吸热
表达式 电离方程式：①用“ ”
②多元弱酸分步电离
H2S H HS—
HS— H S2—
水解反应离子方程式①用“ ”
②多元弱酸根分步水解 ③除了双水解反应，产物不写分解产物，不标↑或↓
S2— H2O HS— OH—（主要）
HS— H2O H2S OH—（次要）微 粒 浓 度 大小比较 c(H2S)>c(H )>c(HS—)>c(S2—) >c(OH-) c(Na )>c(S2-)>c(OH-)>c(HS-)>c(H2S)> c(H )
电荷守恒式 c(H )= c(HS-) 2c(S2-) c(OH-) c(Na ) c(H )= c(HS-) 2c(S2-) c(OH-)
物料守恒式 c(H2S) c(HS—) c(S2—)=0.1mol/L c(H2S) c(HS—) c(S2—)=0.1mol/L= c(Na )/2
影 响 因 素 温 度 升温促进电离（极少数例外） 升温促进水解
浓 度 稀 释 促进电离，但浓度减小，酸性减弱 促进水解，但浓度减小，碱性减弱
通H2S 电离平衡向右移动，酸性增强，但
电离程度减小，电离常数不变。 S2— H2O HS— OH—
H2S OH— HS— H2O 促使上述平衡右移，合并为：H2S S2— 2HS—
加Na2S H2S H HS—
S2— H HS—促使上述平衡右移，合并为：H2S S2— 2HS— 水解平衡向右移动，碱性增强，但水解程度减小。
☆结论：酸按酸，碱按碱，同强混合在中间，异强混合看过量。
（3）如两强酸或两强碱pH值相差两个单位以上[c(H )、c(OH-)相差100倍以上]，等体积混合后，相当于pH值小的强酸或pH大的强碱加水稀释一倍[忽略稀溶液中的c(H )或c(OH-)]，pH值变化0.3个单位（1g2=0.3）。即：
强酸混合时，pH混= pH小 0.3 强碱混合时，pH混= pH大—0.3
