1．酸溶液中，[H ]_水=[OH^-]_水=[OH^-]=K_w/[H ] （1）

2．堿溶液中，[H ]_水=[OH^-]_水=[H ]=K_w/[OH^-] （2）

（1）（2）兩式中[H ]、[OH^-]表示該溶液中H 、OH^-的總物質的量濃度。

（1）（2）式的導出：以酸溶液為例，溶液中的H 是由酸分子、水分子兩部分電離的，但OH^-則全部是由水分子電離的。與此相類似，堿溶液中的H 則全部是由水分子電離的。也可以認為，酸、堿溶液中[H ]_水、[OH^-]_水與相應溶液中[H ]、[OH^-]較小的那種離子濃度相等。

[例1]将1mL0.1mol/L硫酸溶液加水稀釋至2000mL，所得溶液中由水電離出來的[H ]_水最接近于 [ ]

A．1×10^-11mol/L B．1×10^-10mol/L

C．1×10^-8mol/L D．1×10^-4mol/L

解析：稀釋後，溶液中[H ]=0.1×2×1/2000=10^-4mol/L，[OH^-]= 10^-14/10^-4=10^-10mol/L。由（2）式知：[H ]_水=10^-10mol/L。

[例2]20℃時，某溶液中由水電離出的[OH^-]_水=10^-12mol/L。向該溶液中滴入2～3滴甲基橙溶液後，溶液的顔色可能是 [ ]

A．橙色 B．紅色 C．藍色 D．黃色

解析：[OH^-]_水=10^-12mol/L，這隐含着兩層意思：一是酸溶液中，[H ]=10^-14/10^-12=10^-2mol/L，pH=2；二是堿溶液中，pH=12。因此，滴入甲基橙後溶液的顔色可能顯紅色，也可能顯黃色。

1．強酸弱堿鹽溶液中，[H ]_水=[OH^-]_水=[H ] （3）

2．弱酸強堿鹽溶液中，[H ]_水=[OH^-]_水=[OH^-] （4）

如CH₃COONa溶液中由水電離出的H 有一部分與CH₃COO^-結合成CH₃COOH，而由水電離出的OH^-則全部以遊離的形式存在，所以有（3）式。同理，可導出（4）式。

[例3]pH為5的NH₄Cl溶液中由水電離出的[H ]為 [ ]

A．10^-9mol/L B．10^-9mol/L

C．10^-5mol/L D．10^-5mol/L

解析：由（3）式可知[H ]_水=10^-5mol/L。

[例4]以下對298K時pH為9的KOH溶液與pH為9的Na₂CO₃溶液中由水電離出的[H ]的比較中，正确的是 [ ]

A．兩者相等 B．前者是後者的5倍

C．後者是前者的10⁴倍 D．無法比較

解析：pH為9的KOH溶液中[H ]_水=10^-9mol·L^-1，pH為9的Na₂CO₃溶液中[OH^-]_水=[H ]_水=10^-5mol/L，後者是前者的10⁴倍。

在較濃的酸或堿溶液中，因由酸或堿電離出來的H 或OH^-的濃度較大，故可忽略由水電離的H 或OH^-的濃度。而對于極稀的酸或堿溶液，由水電離的H 或OH^-的濃度則不能忽略。估算時，應以中性溶液中的[H ]、[OH^-]為極限狀态來分析。

[例5]将1mLpH為6的鹽酸稀釋至1000mL，所得溶液的pH[ ]

A．等于7 B．等于9 C．稍大于7 D．稍小于7

解析：稀釋後[HCl]=10^-9mol/L，顯然，此時不能忽略由水電離的H ，而認為pH=9。怎麼估算稀釋後的pH呢？因鹽酸不論稀釋多大倍數，它始終不能變成中性溶液，更不能成為堿性溶液，故稀釋後的pH必小于7。

[例6]将pH為9的NaOH溶液稀釋至原來的1000倍、所得溶液的pH[ ]

A．等于6 B．等于7 C．稍大于7 D．稍小于7

解析：稀釋後NaOH的濃度很小，此時應考慮由水電離的OH^-的濃度。堿溶液稀釋後的pH必大于7。

因為水的電離為一吸熱反應，所以溫度升高時，電離平衡必向電離方向移動，水的電離度增大，H 、OH^-的濃度增大。 本文來自化學自習室！

[例7]100℃時純水的pH[ ]

A．等于7 B．小于7 C．大于7 D．不能确定

解析：常溫下純水中pH=7，升高到100℃，電離度增大，純水中的[H ]一定要比常溫下大，即pH必定小于7。

[例8]100℃時，對于0.1mol·L^-1H₂SO₄溶液 [ ]

A．[OH^-]=5×10^-14mol·L^-1 B．[H ]·[OH^-]=1×10^-14

C．無限稀釋後pH接近7，且小于7 D．都不正确

解析：應抓住“100℃”這個關鍵條件來分析各個選項。100℃時，因K_w必大于10^-14，故看出A．B．C．三項都是在K_w=1×10^-14的前提下推算出來的錯誤結淪。本題的正确答案應為D。

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