pH 与酸碱性判断
把一片紫色石蕊试纸分别放入白醋和肥皂水中，试纸会显示出截然不同的颜色——一个变红，一个变蓝。这两种液体的差别，归根结底来自溶液中氢离子浓度的不同。为了把这种“酸碱程度”的差异用一个统一的数字来衡量，科学家引入了 pH（酸碱度）这个概念。pH 是判断溶液酸碱性最直接的工具，也是生活、医学、工农业生产中最常用的化学指标之一。
什么是 pH
pH 读作“pH 值”，是表示溶液酸碱程度的数值。它的取值范围通常在 0 到 14 之间。
溶液的酸碱性，本质上由溶液中氢离子（）和氢氧根离子（）的相对多少决定：
酸性溶液中， 的浓度大于 的浓度；碱性溶液中， 的浓度大于 的浓度；中性溶液中，两者浓度恰好相等。
pH 的大小与氢离子浓度之间有如下规律：
pH = 7 是中性的分界线：小于 7 是酸性，数值越小酸性越强；大于 7 是碱性，数值越大碱性越强。纯水在常温下 pH = 7，是最典型的中性液体。
例题 1
下列四种溶液，pH 分别为 2、7、9、13，请判断各溶液的酸碱性，并说明哪种溶液酸性最强。
解析：
pH = 2，小于 7，为酸性，且数值最小，酸性最强；pH = 7，恰好等于 7，为中性；pH = 9，大于 7，为碱性；pH = 13，大于 7，为碱性，且碱性强于 pH = 9 的溶液。
答： pH = 2 的溶液酸性最强；pH = 7 为中性；pH = 9 和 pH = 13 均为碱性，后者碱性更强。
pH 与酸碱强弱的关系
pH 的数值并不是均匀变化的——pH 每相差 1，溶液中 的浓度相差 10 倍。这意味着 pH = 1 的盐酸，其 浓度是 pH = 3 的盐酸的 100 倍，酸性要强得多。
下面展示了 pH 与酸碱程度的关系：
pH 相差 1，溶液酸碱性的“强弱”就已经有非常显著的差距。生活中，正常雨水的 pH 约为 5.6，这是因为空气中的 溶于雨水形成了碳酸；而酸雨的 pH 低于 5.6，是大气中 、 等酸性气体溶入水中造成的，对植物和建筑物危害明显。
酸碱指示剂
单凭肉眼看不出溶液是酸性还是碱性，需要借助酸碱指示剂来显示。指示剂是一类在不同酸碱环境下会发生颜色变化的物质，通过颜色来“告诉”人们溶液的酸碱性。
最常用的两种指示剂是石蕊和酚酞。
石蕊
石蕊是一种天然染料，它在酸性溶液中变红，在碱性溶液中变蓝，在中性溶液中保持紫色。
酚酞
酚酞在酸性或中性溶液中无色，在碱性溶液中变为粉红色（玫瑰红）。
酚酞只能判断溶液是否为碱性，不能区分酸性和中性（两者都是无色）。石蕊可以区分三种情况，但只能定性判断，不能给出具体 pH 数值。若需要知道确切的 pH，需要使用 pH 试纸或 pH 计。
例题 2
向一瓶无色液体中滴入几滴石蕊溶液，液体变为蓝色。再向其中滴入几滴酚酞溶液，液体变为粉红色。请判断该液体的酸碱性。
解析：
石蕊变蓝，说明溶液为碱性；酚酞变粉红，进一步确认溶液为碱性，两者结论一致。
答： 该液体为碱性溶液，pH > 7。
pH 试纸与 pH 计
指示剂只能告诉我们溶液大致是酸性还是碱性，而 pH 试纸可以给出更精确的 pH 范围估计。
pH 试纸的使用方法：
用干燥洁净的玻璃棒蘸取少量待测液，涂抹在 pH 试纸上，等颜色变化稳定后，对照标准比色卡读出对应的 pH 值。
不能将 pH 试纸直接浸入溶液中测定，这样会污染待测液；也不能用水润湿 pH 试纸，否则会稀释溶液，导致测定结果偏离真实值。
对于要求更精确数值的场合（如医院检验、工厂水质监测），会使用pH 计（酸度计）。pH 计通过电极插入溶液后，直接在屏幕上显示精确的 pH 数值，精度可达小数点后两位。
例题 3
用 pH 试纸测定某溶液的 pH，操作中将 pH 试纸先用水润湿再使用。这样操作会使测定结果偏高还是偏低？说明理由。
解析：
用水润湿 pH 试纸，相当于用水稀释了待测液。若原溶液为酸性（pH < 7），加水稀释后酸性减弱， 浓度降低，pH 升高，测定结果会偏高（偏向中性）；若原溶液为碱性，加水稀释后碱性减弱，pH 降低，测定结果会偏低；若为中性溶液，结果不变。
答： 酸性溶液测定结果偏高，碱性溶液测定结果偏低，中性溶液不变。
生活中常见物质的 pH
pH 的概念并不只存在于实验室，生活中几乎所有液体都有各自的 pH。了解常见物质的 pH，有助于理解它们对人体和环境的影响。
人体血液的 pH 极为稳定，正常范围为 7.35～7.45。这一弱碱性环境对于酶的活性、氧气的运输至关重要。若血液 pH 偏离正常范围——低于 7.35 称为“酸中毒”，高于 7.45 称为“碱中毒”——都会对身体造成严重影响。
胃液的 pH 约为 1.5～2，强酸性环境有助于消化蛋白质，同时也能杀死随食物进入胃部的细菌。服用含碳酸氢钠（）的胃药，正是利用碱性物质中和过多的胃酸，缓解胃部不适。
例题 4
某同学测得四种液体的 pH 分别为：液体甲 pH = 3，液体乙 pH = 7，液体丙 pH = 10，液体丁 pH = 1。
（1）哪种液体酸性最强？哪种液体碱性最强？
（2）加入石蕊后，哪些液体会使石蕊变红？哪些会使石蕊变蓝？
中和反应与 pH 的变化
将酸和碱溶液混合，发生中和反应，溶液的 pH 会随加入的碱量（或酸量）而改变。
向盐酸中逐滴加入 NaOH 溶液，溶液 pH 的变化过程如下：
中和过程中，随着 NaOH 不断加入，溶液中 浓度逐渐减小， 浓度逐渐增大，pH 从小于 7 升高，经过 7，再升高至大于 7。
中和反应恰好完全时，溶液 pH = 7，呈中性。这个“恰好”的点称为“中和点”。实际操作中常用指示剂（如酚酞变色的临界点）或 pH 计来精确判断。
例题 5
向 20 mL 的 NaOH 溶液中逐滴加入稀盐酸，用 pH 计实时测定 pH 值，发现 pH 从 13 开始逐渐下降，当加入一定量盐酸后，pH 降至 7。
（1）pH = 7 时，溶液中的溶质是什么？
（2）继续加入盐酸，pH 将如何变化？溶液呈什么性？
解析：
（1）pH = 7 说明中和反应恰好完全， 与 恰好完全反应，生成 和 ，溶液中只有 （食盐）。
（2）继续加入盐酸，盐酸过量，溶液中有多余的 ， 增多，pH 继续降低，溶液变为酸性（pH < 7）。
答： pH = 7 时溶质为 ；继续加盐酸后，pH < 7，溶液呈酸性。
练习题
选择题
第1题【知识点：pH 与酸碱性的判断】
下列四种溶液，pH 最小的是酸性最强的，pH 最大的是碱性最强的。已知甲溶液 pH = 4，乙溶液 pH = 11，丙溶液 pH = 7，丁溶液 pH = 1。下列说法正确的是（ ）
A. 甲溶液酸性最强
B. 乙溶液呈中性
C. 丙溶液呈中性，丁溶液酸性最强
D. 丁溶液呈碱性
答案：C
pH = 7 为中性，丙溶液 pH = 7，呈中性；pH 越小酸性越强，丁溶液 pH = 1，在四种溶液中 pH 最小，酸性最强，因此 C 正确。A 错，甲 pH = 4 酸性不如丁强；B 错，乙 pH = 11，呈碱性；D 错，丁 pH = 1 < 7，呈酸性。选 C。
第2题【知识点：酸碱指示剂的颜色变化】
向某溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液不变色。下列关于该溶液酸碱性的判断，正确的是（ ）
A. 该溶液一定是酸性的
B. 该溶液一定是中性的
C. 该溶液可能是酸性或中性
D. 该溶液一定是碱性的
答案：C
酚酞在酸性溶液中无色，在中性溶液中也无色，只有在碱性溶液中才变为粉红色。加入酚酞不变色，说明溶液不是碱性，但无法区分酸性还是中性，因此该溶液可能是酸性或中性。选 C。
第3题【知识点：pH 试纸的正确使用方法】
用 pH 试纸测定溶液 pH 时，下列操作正确的是（ ）
A. 将 pH 试纸直接浸入待测溶液中，取出后比色
B. 用水润湿 pH 试纸后，再蘸取待测液进行测定
C. 用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液，涂在 pH 试纸上，对照比色卡读数
D. 先用酒精灯加热待测液再测定，使颜色更明显
答案：C
使用 pH 试纸的正确方法是：用干燥洁净的玻璃棒蘸取少量待测液，涂在 pH 试纸上，等颜色稳定后对照标准比色卡读出 pH。A 选项将试纸浸入溶液会污染溶液；B 选项用水润湿试纸会稀释待测液，导致结果偏差；D 选项加热与测 pH 无关，且会改变溶液性质。选 C。
第4题【知识点：中和反应与 pH 的变化】
向一定量的稀盐酸中逐滴加入 NaOH 溶液，下列描述溶液 pH 变化趋势正确的是（ ）
A. pH 从大于 7 开始，逐渐升高，最终远大于 7
B. pH 始终保持在 7 不变
C. pH 从小于 7 开始，逐渐升高，经过 7，继续升高至大于 7
D. pH 从小于 7 开始，逐渐降低至 0
答案：C
初始溶液为稀盐酸，pH < 7（酸性）。逐滴加入 NaOH 后，中和反应使 浓度减小，pH 逐渐升高。当 NaOH 与 HCl 恰好完全反应时，pH = 7；继续加入 NaOH，NaOH 过量，溶液变为碱性，pH > 7，并继续升高。整体趋势是从小于 7 升高，经过 7，升至大于 7。选 C。
计算题
第5题【知识点：酸碱中和与溶质质量计算】
取 10 g 质量分数为 4% 的 NaOH 溶液，与足量稀盐酸完全中和，发生反应：
（1）计算参与反应的 NaOH 的质量；
（2）计算反应生成的 NaCl 的质量。
（相对原子质量：Na = 23，O = 16，H = 1，Cl = 35.5）
解题过程：
（1）计算 NaOH 的质量：
各物质相对分子质量：
第6题【知识点：根据 pH 变化判断溶液酸碱性及计算】
某工厂排放的废水 pH = 3，显酸性，需要加入石灰石（ 含量为 80%）进行中和处理，使 pH 升至 7。其中 与废水中的盐酸发生如下反应：
现有废水中含 HCl 的质量为 7.3 g，计算：
（1）完全中和该废水中的 HCl，需要纯 的质量；
（2）需要加入该石灰石（含 80%）的质量。
（相对原子质量：Ca = 40，C = 12，O = 16，H = 1，Cl = 35.5）
解题过程：
各物质相对分子质量：