🔬 故事：阿仑尼乌斯的"离经叛道"
1884 年瑞典青年阿仑尼乌斯提出"电解质在水中自发解离成离子"时，导师们嗤之以鼻：不带电的食盐怎么会自己分成带电的两半？他的博士论文只得了最低等的通过分。但范特霍夫、奥斯特瓦尔德慧眼识珠，支持他继续完善"电离学说"——1903 年阿仑尼乌斯获诺贝尔化学奖。今天一切关于酸碱、pH、电解的知识都建立在他的"异端"之上。
第 三 章 · 选择性必修第一册
水溶液中的离子平衡
水是最奇妙的溶剂：它会微弱地电离自己（K_w = 10⁻¹⁴），于是有了酸碱的标尺 pH；盐溶进去可能"变酸变碱"（水解）；沉淀与离子之间也有一架永不停摆的天平（溶解平衡）。
3.1 电离平衡
要点弱电解质的可逆电离
强电解质（完全电离）：强酸、强碱、大多数盐；弱电解质（部分电离，⇌）：弱酸（CH₃COOH、H₂CO₃）、弱碱（NH₃·H₂O）、水。
弱电解质电离平衡：如 CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺；
加水稀释 → 电离度增大（但 c(H⁺) 减小、pH 变大）；加 NaOH → 消耗 H⁺，平衡正移；加冰醋酸 → c 增大。
越弱越水解：酸性越弱的酸，其钠盐水解越强（碱性越强）。
弱电解质电离平衡：如 CH₃COOH ⇌ CH₃COO⁻ + H⁺；
加水稀释 → 电离度增大（但 c(H⁺) 减小、pH 变大）；加 NaOH → 消耗 H⁺，平衡正移；加冰醋酸 → c 增大。
越弱越水解：酸性越弱的酸，其钠盐水解越强（碱性越强）。
3.2 水的离子积与 pH
概念K_w 与 pH = −lg c(H⁺)
水的电离：H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻；25 ℃ 时 K_w = c(H⁺)·c(OH⁻) = 1×10⁻¹⁴（任何水溶液都成立）。
pH = −lg c(H⁺)：25 ℃ 时 pH < 7 酸性、= 7 中性、> 7 碱性（其他温度看 c(H⁺) 与 c(OH⁻) 相对大小）。
强酸 pH 每稀释 10 倍，pH 增 1（但永远 < 7）；弱酸稀释时电离度增大，pH 增幅小于强酸稀释。
酸碱混合"谁过量算谁"：0.01 mol/L HCl 与 0.01 mol/L NaOH 等体积混合 → 恰好中性。
pH = −lg c(H⁺)：25 ℃ 时 pH < 7 酸性、= 7 中性、> 7 碱性（其他温度看 c(H⁺) 与 c(OH⁻) 相对大小）。
强酸 pH 每稀释 10 倍，pH 增 1（但永远 < 7）；弱酸稀释时电离度增大，pH 增幅小于强酸稀释。
酸碱混合"谁过量算谁"：0.01 mol/L HCl 与 0.01 mol/L NaOH 等体积混合 → 恰好中性。
3.3 酸碱中和滴定
实验标准操作流程
仪器：酸式/碱式滴定管（润洗 2~3 次）、锥形瓶（只润洗蒸馏水即可）、铁架台。
操作：查漏 → 洗涤润洗 → 装液排气泡 → 调零读数（视线凹液面最低处平齐）→ 锥形瓶加待测液 + 指示剂 → 滴定（先快后慢，一滴一摇）→ 终点（半分钟不褪色）→ 读数 → 重复 2~3 次取平均。
指示剂选择：强酸滴强碱用酚酞（无→粉红）或甲基橙；石蕊不灵敏不常用。
计算：c(待) = c(标)·V(标) / V(待)。
操作：查漏 → 洗涤润洗 → 装液排气泡 → 调零读数（视线凹液面最低处平齐）→ 锥形瓶加待测液 + 指示剂 → 滴定（先快后慢，一滴一摇）→ 终点（半分钟不褪色）→ 读数 → 重复 2~3 次取平均。
指示剂选择：强酸滴强碱用酚酞（无→粉红）或甲基橙；石蕊不灵敏不常用。
计算：c(待) = c(标)·V(标) / V(待)。
⚠ 滴定实验安全操作准则
- 酸式滴定管装酸（玻璃活塞），碱式滴定管装碱（橡胶管玻璃珠）——不可混用（碱腐蚀玻璃活塞粘结）。
- 滴定管必须用待装液润洗，锥形瓶不能润洗（否则溶质增多偏高）；读数精确到 0.01 mL。
- 滴定过程中眼睛注视锥形瓶内颜色变化，不看刻度；接近终点时半滴半滴地加。
- 酸碱溅出立即水冲洗；滴定管尖嘴悬挂的半滴用锥形瓶内壁靠下并入。
- 实验后酸碱废液倒入指定回收桶，滴定管洗净倒夹存放。
3.4 盐类的水解
要点有弱才水解，谁强显谁性
本质：盐的离子与水反应，破坏水的电离平衡。
规律："有弱才水解，无弱不水解；谁强显谁性，谁弱谁水解，越弱越水解"：
强酸弱碱盐（NH₄Cl、FeCl₃、Al₂(SO₄)₃）→ 水解显酸性；强碱弱酸盐（CH₃COONa、Na₂CO₃）→ 显碱性；强酸强碱盐（NaCl）不水解。
NH₄Cl：NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O + H⁺（酸性） Na₂CO₃：CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻（碱性，"纯碱"名由来） 水解影响因素：升温促进水解、加水稀释促进水解（程度增大）、加酸抑制弱碱阳离子水解。
应用：明矾净水 [Al³⁺ 水解成 Al(OH)₃ 胶体吸附杂质]、泡沫灭火器（Al₂(SO₄)₃ + NaHCO₃ 双水解）、热的纯碱去油污更强。
规律："有弱才水解，无弱不水解；谁强显谁性，谁弱谁水解，越弱越水解"：
强酸弱碱盐（NH₄Cl、FeCl₃、Al₂(SO₄)₃）→ 水解显酸性；强碱弱酸盐（CH₃COONa、Na₂CO₃）→ 显碱性；强酸强碱盐（NaCl）不水解。
NH₄Cl：NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃·H₂O + H⁺（酸性） Na₂CO₃：CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻（碱性，"纯碱"名由来） 水解影响因素：升温促进水解、加水稀释促进水解（程度增大）、加酸抑制弱碱阳离子水解。
应用：明矾净水 [Al³⁺ 水解成 Al(OH)₃ 胶体吸附杂质]、泡沫灭火器（Al₂(SO₄)₃ + NaHCO₃ 双水解）、热的纯碱去油污更强。
3.5 沉淀溶解平衡
概念K_sp 与溶度积规则
难溶盐也有微量溶解并建立平衡：AgCl(s) ⇌ Ag⁺ + Cl⁻；K_sp = c(Ag⁺)·c(Cl⁻)。
溶度积规则：Q（实际浓度积）> K_sp 生成沉淀；Q = K_sp 平衡；Q < K_sp 沉淀溶解。
沉淀转化：向更难溶的方向进行（K_sp 更小）——ZnS → CuS → HgS 越来越难溶。锅炉除水垢用盐酸（生成弱电解质水与气体）。
沉淀完全 ≠ 绝对不溶：25 ℃ AgCl 的 K_sp ≈ 1.8×10⁻¹⁰，水中仍有约 1.3×10⁻⁵ mol/L。
溶度积规则：Q（实际浓度积）> K_sp 生成沉淀；Q = K_sp 平衡；Q < K_sp 沉淀溶解。
沉淀转化：向更难溶的方向进行（K_sp 更小）——ZnS → CuS → HgS 越来越难溶。锅炉除水垢用盐酸（生成弱电解质水与气体）。
沉淀完全 ≠ 绝对不溶：25 ℃ AgCl 的 K_sp ≈ 1.8×10⁻¹⁰，水中仍有约 1.3×10⁻⁵ mol/L。