破解水溶液中c(H+)水的“万能公式”
◎ 四川省冕宁中学校 廖斌

在高中化学知识中，有一个非常重要的知识点，在高考试题中经常出现，那就是水溶液中c(H+)水、c(OH-)水的推算与判断。在高中学习过程中，许多学生常常反映较为吃力，很难正确推算与判断，理由是溶质类型多种，很容易混淆。经过认真思考、分析，参阅相关资料后，我归纳提炼出一个综合性“万能公式”，可对任何单一成分类型溶质的题型进行准确而快速的推断或计算。现简述如下。
一、“万能公式”。
c (H+) = c (H+)酸 + c (H+)水 － c (H+)阴
c (OH-) =c (OH-)碱 + c( OH-)水－ c (OH-)阳
（一）各种浓度符号表示的具体含义为：
Ⅰ. c (H+)：总的自由氢离子浓度 c (H+)酸：酸电离的氢离子浓度
c (H+)水：水电离的氢离子浓度 c (H+)阴：弱酸根阴离子结合的氢离子浓度
Ⅱ. c (OH-)：总的自由氢氧根浓度 c (OH-)碱：碱电离的氢氧根浓度
c (OH-)水：水电离的氢氧根浓度 c (OH-)阳：弱碱阳离子结合的氢氧根浓度
（二）+、－的物理意义：
+：由于酸（或碱）、水都各自向溶液提供H+（或OH-），故三类物质对相应离子作正向贡献。
－：由于弱酸根阴离子（或弱碱阳离子）水解要各自结合H+（或OH-），故这两类物质对相应离子作负向贡献。
该“万能公式”的正确规范运用，前提条件基于一切水溶液中氢离子和氢氧根离子遵循的两大基本理论：
A“常数论”。
文字阐述：在一定温度下，一切水溶液中总的自由氢离子浓度与总的自由氢氧根浓度的乘积是一个常数——离子积常数。室温时，KW=1.0×10-14
公式揭示：KW = c (H+) × c (OH-)
B．“恒等论”。
文字阐述：水电离的氢离子浓度和氢氧根浓度永远相等。
公式揭示：c (H+)水 = c (OH-)水 【室温时，c (H+)水 = c (OH-)水=1.0×10-7 mol/L】
二、溶质类型
酸、碱、盐三类物质有可能一种或两种存在于同一水溶液中，依据高中的知识层次和高考检测标准，现在我们只讨论单一成分这种常见题型。
根据溶质微粒对H+（或OH-）所做的贡献，将其分为正向型、负向型两大类，正向型又细分为酸型、碱型；负向型又细分为弱酸根阴离子型（简称阴型）、弱碱阳离子型（简称阳型）。
（一）正向型
Ⅰ、酸型。
由于该类溶液中只有唯一溶质：酸（不论强弱），故“万能公式”可简化为：
c (H+) = c (H+)酸 + c (H+)水
c (OH-) = c (OH-)水
即 ：酸作为唯一溶质时，水电离的氢氧根浓度就是总的自由氢氧根浓度。
实例1.试计算室温时，1.0×10—3 mol/L HCl溶液中水电离的氢离子浓度。
解：c ( H+)水 = c (OH-)水 = c (OH-)= KW / c (H+) = 1.0×10—14 /1.0×10—3 mol/L
= 1.0×10—11 mol/L
实例2. 试计算室温时，PH= 4的CH3COOH溶液中水电离的氢离子浓度。
解：c (H+)水 = c (OH-)水 = c (OH-) = KW /c(H+) = 1.0×10—14 /1.0×10—4 mol/L
= 1.0×10—10 mol/L
Ⅱ、碱型。由于该类溶液中只有唯一溶质：碱（不论强弱），故“万能公式”可简化为：
c (H+)=c (H+)水
c (OH-) = c (OH-)碱 + c (OH-)水
即： 碱作为唯一溶质时，水电离的氢离子浓度就是总的自由氢离子浓度。
实例1.试计算室温时1.0×10—5 mol/L NaOH溶液中水电离的氢氧根浓度。
解：c (OH-)水 = c (H+)水 = c (H+)=KW /c (OH-) = 1.0×10—14 /1.0×10—5 mol/L
= 1.0×10—9 mol/L
实例2. 试计算室温时PH= 12的 NH3•H20溶液中水电离的氢离子浓度。
解：c (H+)水 = c(H+) = 1.0×10—12 mol/L
小结：由于酸或碱两类物质都各自向溶液提供H+（或OH-），抑制了水的电离，故室温时，c(H+)水、c(OH-)水都小于1.0×10—7 mol/L
（二）负向型
Ⅰ、阴型。
由于该类溶液中只有唯一溶质：强碱弱酸盐，实际考量的只有弱酸阴离子，故“万能公式”可简化为：
c (H+) = c(H+)水 － c(H+)阴
c (OH-) = c (OH-)水
即 ：强碱弱酸盐作为唯一溶质时，水电离的氢氧根浓度就是总的自由氢氧根浓度。
实例：试计算室温时PH= 12的 KF溶液中水电离的氢离子浓度。
解：POH = PKW — PH = 14 —12 = 2
c (H+)水 = c (OH-)水 = c (OH-) = 1.0×10—2 mol/L
Ⅱ、阳型。
由于该类溶液中只有唯一溶质：强酸弱碱盐，实际考量的只有弱碱阳离子，故“万能公式”可简化为：
c (H+) = c (H+)水
c (OH-) = c (OH-)水－c (OH-)阳
即 ：强酸弱碱盐作为唯一溶质时，水电离的氢离子浓度就是总的自由氢离子浓度
实例： 试计算室温时PH= 4的NH4Cl溶液中水电离的氢离子浓度。
解：c (H+)水=c (H+)=1.0×10—4 mol/L
小结：由于弱酸根阴离子（或弱碱阳离子）水解要各自结合H+（或OH-），促进了水的电离，故室温时，c(H+)水、c(OH-)水都大于1.0×10—7 mol/L。
三．结论 通过以上的分类解析，c (H+)水可提纲挈领为：
正向抑制、负向促进，（性）
酸碱取小、阴阳取大。（量）