电解质溶液中c水H+与c水OH—的计算规律

刘生平

【摘 要】电解质溶液中水电离出的H+浓度和水电离出的OH-浓度的计算是高考的热点之一。它能有效地检测学生对“酸、碱、盐溶液对水的电离的影响”的理解程度以及综合运用能力。本文通过对规律的总结及例析，以期对各位同仁在教学中有所启发。

【关键词】电解质溶液 酸溶液 碱溶液 盐溶液 计算规律

【中图分类号】G632 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2015）08-0126-01

电解质溶液中水电离出的H+浓度[简称c水（H+）]和水电离出的OH-浓度[简称c水（OH-）]的计算是高考的热点之一。它能有效地检测学生对“酸、碱、盐溶液对水的电离的影响”的理解程度以及综合运用能力。而在教学过程中发现学生对此知识往往混淆不清，下面就其规律进行总结并例析。

一 酸溶液

规律：由于酸溶液中的OH-只由水电离出来，而H+既有水电离出的，又有酸电离出的，且主要以酸电离出的H+为主，所以计算规律为：

例如：25℃时，0.01mol·L-1的H2SO4溶液中，水电离出的H+浓度是（ ）。

A.0.01 mol·L-1 B.0.02 mol·L-1

C.1×10-12 mol·L-1 D.5×10-13 mol·L-1

解析：∵c水（OH-）·c酸（H+）=Kw，即c水（OH-）·0.01×2=10-14，∴c水（OH-）=10-14/0.02=5×10-13 mol·L-1，∴c水（H+）=c水（OH-）=5×10-13 mol·L-1，故选D项。

二 碱溶液

规律：由于碱溶液中的H+只由水电离出来，而OH-既有水电离出的，又有碱电离出的，且主要以碱电离出的OH-为主，所以计算规律为：

例1：常温下，0.01 mol·L-1的NaOH溶液中，由水电离出的OH-浓度为（ ）。

A.10-9 mol·L-1 B.10-5 mol·L-1

C.10-12 mol·L-1 D.0.1 mol·L-1

解析：∵c水（H+）·c碱（OH-）=Kw，即c水（H+）·0.01=10-14，∴c水（H+）=10-12 mol·L-1，∴c水（OH-）=c水（H+）=10-12 mol·L-1，故选C项。

例2：25℃时，pH=9的氨水中，由水电离出的H+浓度为=_____mol·L-1。

解析：∵碱溶液中的H+是由水电离出的，∴c水（H+）=10-9 mol·L-1。

三 盐溶液

一般而言由于盐溶液中，H+、OH-均由水电离产生，所以其c水（H+）与c水（OH-）的计算由盐溶液的酸、碱性决定，规律总结如下。

1.显中性的盐溶液

规律：c水（H+）=c水（OH-）=

例如：100℃时（Kw=10-12），CH3COOH4溶液中c水（H+）= mol·L-1，c水（OH-）= mol·L-1。

解析：∵CH3COOH4溶液显中性，∴c水（H+）=c水（OH-）

= = =10-6 mol·L-1。

2.显酸性或碱性的盐溶液

规律：理论上说c水（H+）=c水（OH-），但由于离子水解，结合了部分水中的H+或水中的OH-，使得剩余的c水（H+）≠c水（OH-）。因此按以下方法计算：

∵pH=a

∴

说明：由于NaHSO4、NaHCO3（HCO3-的电离大于水解）等盐溶液虽然显酸性，但H+是有盐本身电离出的，应按酸溶液的规律计算。

例1：求25℃时，pH=4的NH4Cl溶液中c水（H+）与c水（OH-）。

解析：∵pH=4，∴c水（H+）=10-4 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-14/10-4=10-10 mol·L-1。

例2：100℃（Kw=10-12）时，求pH=7的CH3COONa溶液中c水（H+）与c水（OH-）。

解析：∵pH=7，∴c水（H+）=10-7 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-12/10-7=10-5 mol·L-1。

例3：25℃时，在1L的pH=10的Na2S溶液中，发生电离的水的物质的量是=__mol·L-1。

解析：显碱性的盐溶液，∵pH=10，∴c水（H+）=10-10 mol·L-1，∴c水（OH-）=Kw/c水（H+）=10-14/10-10=10-4 mol·L-1，∴n水（OH-）=1×10-4=10-4 mol，∴n电离（H2O）=n水（OH-）=10-4 mol。

例4：25℃時，在1L的pH=5的NH4NO3溶液中发生电离的水的物质的量是= mol·L-1。

解析：显酸性的盐溶液，∵pH=5，∴c水（H+）=10-5 mol·L-1，∴n水（H+）=10-3×1=10-3 mol，∴n电离（H2O）=n水（H+）=10-5 mol。

〔责任编辑：林劲〕