3.2 水的电离和溶液的酸碱性 - 高中化学动画互动课程

第三章 · 第二节

水的电离和溶液的酸碱性

水的电离 · 离子积常数 · pH与酸碱性

📖 知识点学习

🎯 学习目标

理解水的电离和水的离子积常数
掌握pH的定义和计算
理解溶液酸碱性与pH的关系

知识点一：水的电离

水的电离

水是极弱的电解质，能发生微弱电离：H₂O⇌H⁺+OH⁻。25℃时，纯水中 c(H⁺)=c(OH⁻)=1×10⁻⁷ mol/L。

知识点二：水的离子积常数

离子积常数Kw

25℃时，Kw = c(H⁺)·c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴。Kw只受温度影响，任何水溶液中Kw都成立。

Kw要点

任何水溶液中都有H⁺和OH⁻共存
酸溶液中也有OH⁻，碱溶液中也有H⁺
温度升高，Kw增大（水的电离吸热）
100℃时Kw约=1×10⁻¹²

知识点三：pH与酸碱性

pH定义

pH = −lg c(H⁺)。25℃时：pH<7为酸性，pH=7为中性，pH>7为碱性。

酸碱性判断（25℃）

酸性：c(H⁺)>c(OH⁻)，pH<7
中性：c(H⁺)=c(OH⁻)，pH=7
碱性：c(H⁺)<c(OH⁻)，pH>7
pH越小酸性越强，pH越大碱性越强

离子积

c(H⁺)·c(OH⁻)

=10⁻¹⁴(25℃)

−lg c(H⁺)

—

🎬 动画讲解

📢

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🧪 互动实验：pH计算器

💡 调节H⁺浓度，实时计算pH和溶液酸碱性

⚙️ 实验参数

H⁺浓度指数 7

温度 25

c(H⁺)1.0×10⁻⁷

pH7

酸碱性中性

📋 实验结论

pH=−lg c(H⁺)。25℃时pH=7为中性，pH<7为酸性，pH>7为碱性。任何水溶液中H⁺和OH⁻共存，乘积为Kw。

📝 例题精讲

💡 提示：点击「下一步」按钮，逐步查看详细解题过程

例题 1pH计算

某溶液中 c(H⁺)=1×10⁻³ mol/L，求该溶液的pH并判断酸碱性（25℃）。

🔍 解题过程

1pH = −lg c(H⁺) = −lg(1×10⁻³) = 3。

2pH=3<7，溶液呈酸性。c(OH⁻)=Kw/c(H⁺)=10⁻¹⁴/10⁻³=10⁻¹¹ mol/L。

✅ pH=3，酸性溶液。

例题 2酸碱稀释的pH变化

pH=2的盐酸稀释100倍后，溶液的pH变为多少？

🔍 解题过程

1pH=2→c(H⁺)=10⁻² mol/L。稀释100倍后c(H⁺)=10⁻²/100=10⁻⁴ mol/L。

2pH=−lg(10⁻⁴)=4。注意：强酸稀释10倍pH增大1，但无限稀释pH趋近于7。

✅ pH=4（稀释100倍后pH从2变为4）。

🚀 拓展提升

pH与生活

人体血液pH约7.35~7.45（弱碱性）；胃液pH约0.9~1.5（强酸性）；雨水pH<5.6为酸雨。pH对生物体和环境影响重大。

酸碱指示剂

石蕊：pH<5红，5~8紫，>8蓝
酚酞：pH<8.2无色，>10红色
甲基橙：pH<3.1红，3.1~4.4橙，>4.4黄

pH的测定方法

pH试纸：粗略测定
pH计（酸度计）：精确测定
酸碱指示剂：定性判断

✏️ 练习巩固

💡 提示：每道题作答后会立即显示解析，请认真思考后再作答

第 1 题★☆☆ 基础

25℃时纯水中c(H⁺)等于多少？

A1×10⁻¹⁴

B1 mol/L

C1×10⁻⁷ mol/L

D7 mol/L

第 2 题★☆☆ 基础

25℃时，pH=3的溶液呈什么性？

A中性

B酸性

C碱性

D无法判断

第 3 题★★☆ 巩固

25℃时，Kw等于多少？

A1×10⁻⁷

B1×10⁻¹⁴

C1×10⁻¹

D1×10⁻²¹

第 4 题★★☆ 巩固

某溶液c(H⁺)=1×10⁻⁵ mol/L，则pH=___。

第 5 题★★★ 拓展

pH=1的盐酸稀释1000倍后，pH趋近于___。

🧠 知识点问答

老师来考考你！下面的问题都来自本节课的知识点，看看你掌握了多少。每次点击"再考一次"题目顺序都会随机打乱哦！

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课程完成！

恭喜你完成了「水的电离和溶液的酸碱性」的学习！

📌 核心要点：
① 水是极弱电解质：H₂O⇌H⁺+OH⁻
② 25℃时Kw=c(H⁺)·c(OH⁻)=1×10⁻¹⁴
③ pH=−lg c(H⁺)
④ 25℃：pH<7酸性，=7中性，>7碱性
⑤ 任何水溶液中H⁺和OH⁻共存