当前位置: 首页 > >

2018-2019学年高中化学 第3章 物质在水溶液中的行为 第1节 水溶液 第2课时 溶液的酸碱性与pH讲义 鲁科版选

发布时间:

第3章 物质在水溶液中的行为 第1节 水溶液
第2课时 溶液的酸碱性与pH

学习目标:1.了解溶液的酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系。2.知道 pH 的定义,了解溶液的酸碱性与 pH 的关系。(重点)3.能够进行有关 pH 的简单 计算。(重难点)

[自 主 预 习·探 新 知]
1.溶液的酸碱性

(1)溶液酸碱性的判断标准:[H+]与[OH-] 的相对大小。

(2)溶液酸碱性与溶液中[H+]和[OH-]的关系

[H+]和[OH-]的关系 溶液酸碱性

酸碱性的强弱

[H+] = [OH-]

溶液呈中性



[H+] > [OH-]

溶液呈酸性 [H+]越大,酸性越 强

[H+] < [OH-]

溶液呈碱性 [OH-]越大,碱性越 强

(3)溶液酸碱性的表示方法 ①物质的量浓度:当溶液中[H+]或[OH-] >1 mol·L-1 时,直接用[H+]或

[OH-]表示。

②pH:当溶液中[H+]或[OH-] ≤1 mol·L-1

时,使用 pH 表示。

微点拨:利用[H+]和[OH-]的相对大小判断溶液酸碱性,在任何温度下均 适用。

2.水溶液的 pH

(1)pH 的定义公式, pH=-lg[H+] 。

(2)室温下水溶液的 pH、[H+]及酸碱性的关系

pH

0←6

7

8→14

[H+](mol·L-1)

1←10-6

10-7

10-8→10-14

[OH-](mol·L-1)

10-14←10-8

10-7

10-6→1

溶液酸碱性

pH 越小, 酸性 越强 中性 pH 越大, 碱性 越强

微点拨:只有在室温(25 ℃)时,才能利用 pH 与 7 的关系判断溶液的酸碱 性。

3.溶液 pH 的测量方法

(1)酸碱指示剂:不同的指示剂在不同的 pH 范围内变色。

指示剂

变色的 pH 范围

石蕊

<5.0 红色

5.0~8.0 紫色

>8.0 蓝色

甲基橙

<3.1 红色

3.1~4.4 橙色

>4.4 黄色

酚酞

<8.2 无色

8.2~10.0 浅红色

>10.0 红色

(2)pH 试纸:将 pH 试纸放在 表面皿(或玻璃片) 上,用玻璃棒 蘸取待测 溶液点在 pH 试纸的中部,待颜色变化稳定后对照 标准比色卡 可以得到溶液 pH,所得 pH 均为正整数。
(3)酸度计:能够直接测量溶液的 pH,读数可以精确到小数点后两位。

[基础自测] 1.判断对错(对的在括号内打“√”,错的在括号内打“×”。) (1)pH<7 的溶液一定呈酸性。( ) (2)在任何条件下,纯水都呈中性。( ) (3)25 ℃时,纯水和烧碱溶液中水的离子积常数不相等。( ) (4)在 100 ℃时,纯水的 pH>7。( ) (5)25 ℃时,0.01 mol·L-1 的 KOH 溶液的 pH=12。( )

[提示] (1)× 25 ℃时 pH<7 的溶液一定呈酸性。 (2)√ (3)× 25 ℃时,任何电解质溶液中 KW 均为 1.0×10-14mol2·L-2。 (4)× 100 ℃时,纯水中[H+]>10-7mol·L-1,则 pH<7。 (5)√

2.将 25 ℃时下列对应内容用短线连接。

[提示]

3.常温下某溶液中由水电离出的[H+]为 1.0×10-12mol·L-1,下列说法正 确的是( )
A.一定是酸的溶液 B.一定是碱的溶液 C.一定是碱性溶液 D.可能是酸性溶液也可能是碱性溶液
D [水电离出的[H+]=1.0×10-12mol·L-1<1.0×10-7mol·L-1,水的电离 受到抑制。]

[合 作 探 究·攻 重 难]
溶液的酸碱性与pH的关系
把小块 pH 试纸放在玻璃片(或表面皿)上,用玻璃棒蘸取待 测液点在试纸的中央,试纸变色后,马上与标准比色卡比较, 来确定溶液的 pH。

[思考交流] 1.pH=7 的溶液一定呈中性吗?
[提示] 因为水的电离受温度的影响,只有在室温时,KW=1.0×10-14 mol2·L-2,pH=7 的溶液才显中性。

2.pH=14 的溶液碱性最强吗?
[提示] 因为 pH 的使用范围仅为 0~14,pH=14 的溶液,[H+]=10-14 mol·L-1,此时[OH-]=1 mol·L-1,[OH-]>1 mol·L-1 的溶液都比 pH=14 的溶 液碱性强。

3.在一定温度下,强碱的 pH 一定比弱碱的 pH 大吗?
[提示] 不一定。pH 的大小取决于溶液中[OH-]的大小。强碱溶液中[OH -]不一定大,弱碱溶液中[OH-]不一定小。

4.pH 试纸使用前能否用蒸馏水湿润?若用湿润的 pH 试纸测量溶液的 pH 对结果有何影响?
[提示] 使用 pH 试纸不能用蒸馏水湿润,湿润后相当于稀释了溶液。若 是酸性溶液,则湿润后测得 pH 偏大;若为碱性溶液,则湿润后测得 pH 偏小; 若为中性溶液,则无影响。

5.用 pH 试纸测得某硫酸溶液的 pH 为 4.2,他的结论正确吗?
[提示] 不正确。用 pH 试纸测定 pH 时,得到的是估量值而非确切值, 只能读取整数值。

[对点训练] 题组 1 溶液的酸碱性 [教师备选] 溶液的酸碱性取决于( ) A.溶液 pH 的大小 B.溶液中[H+]与[OH-]的相对大小 C.溶液中[H+] D.酸与碱是否恰好完全反应
B [溶液的酸碱性取决于[H+]与[OH-]的相对大小,当[H+]>[OH-]时,溶 液显酸性,当[H+]=[OH-]时,溶液显中性,当[H+]<[OH-]时,溶液显碱性。]

1.下列溶液肯定是酸性的是( )

A.含 H+的溶液

B.能使酚酞显无色的溶液

C.pH<7 的溶液

D.[OH-]<[H+]的溶液

D [溶液中[H+]>[OH-]时,溶液呈酸性。]

2.某温度时水的离子积为 1×10-12 mol2·L-2,若该温度下某溶液中[H+]

=1×10-7 mol·L-1,则该溶液( )

A.呈碱性

B.呈酸性

C.呈中性

D.[OH-]=10[H+]

A [溶液中[OH-]=11××1100--172 mmooll·2·LL--12=1×10-5 mol·L-1,[OH-]>[H+],

溶液呈碱性。]

题组 2 溶液的 pH 3.将纯水加热至较高温度,下列叙述正确的是( ) A.水的离子积变大、pH 变小、呈酸性 B.水的离子积不变、pH 不变、呈中性 C.水的离子积变小、pH 变大、呈碱性 D.水的离子积变大、pH 变小、呈中性
D [水的电离为吸热过程,加热时电离平衡正向移动,[H+]、[OH-]均增 大,则 KW 变大,pH 变小,而[H+]=[OH-],故呈中性。]

[教师备选]

常温下,柠檬水溶液的 pH 是 3,其中的[OH-]是( )

A.0.1 mol·L-1

B.1×10-3 mol·L-1

C.1×10-7 mol·L-1

D.1×10-11mol·L-1

D [pH=-lg[H+]?[H+]=10-pH,pH=3?[H+]=10-3 mol·L-1,[OH-] =[KHW+]=1×10-11 mol·L-1。]

4.某温度下纯水的 pH=6,则 pH=7 的溶液呈________(填“酸性”“中 性”或“碱性”);该温度下 0.1 mol·L-1 的盐酸的 pH=________,0.01 mol·L -1 的 NaOH 溶液的 pH=________。

[解析] 纯水中的[H+]=[OH-],pH=6,[H+]=[OH-]=1×10-6 mol·L-1, KW=1×10-12 mol2·L-2,pH=7 的溶液中[H+]=1×10-7 mol·L-1,[OH-]= 11××1100--127mmooll·2L·L--1 2=1×10-5 mol·L-1,[OH-]>[H+],溶液呈碱性。0.1 mol·L-1 的盐酸中[H+]=0.1 mol·L-1,pH=-lg[H+]=1;0.01 mol·L-1 的 NaOH 溶液中 [OH-]=0.01 mol·L-1,[H+]=1×01.001-1m2 oml·oLl2-·1L-2=1×10-10 mol·L-1,pH=- lg[H+]=10。
[答案] 碱性 1 10

(1)图示

25 ℃时,溶液酸碱性与[H+]、pH 的关系

(2)相关说明:溶液中[H+]越小,[OH-]越大,溶液的碱性越强,pH 越大; 溶液中[H+]越大,[OH-]越小,溶液的酸性越强,pH 越小。

溶液pH的计算
[思考交流] 1.在 25 ℃时,0.5×10-2 mol·L-1Ba(OH)2 溶液的 pH 是多少?
[提示] pH=12。25 ℃时 0.5×10-2 mol·L-1Ba(OH)2 溶液中[OH-]= 2×0.5×10-2 mol·L-1=1×10-2 mol·L-1;[H+]=KW/[OH-]=1×10-14/1×10-2= 1×10-12 mol·L-1,pH=-lg[H+]=-lg(1×10-12)=12。

2.将 pH=1 的盐酸稀释 1 000 倍,溶液的 pH 为多少?若为硫酸呢? [提示] pH=1 的盐酸中[H+]=0.1 mol·L-1,稀释 1 000 倍,则[H+]=0.000
1 mol·L-1,pH=4;pH=1 的硫酸溶液中[H+]=0.1 mol·L-1,稀释 1 000 倍, 则[H+]=0.000 1 mol·L-1,pH=4。

3.25 ℃时,将 pH=13 的 NaOH 溶液稀释 1 000 倍,溶液的 pH 为多少? 若为 Ba(OH)2 呢?
[提示] pH=13 的 NaOH 溶液中[OH-]=10-1 mol·L-1,将溶液稀释 1 000 倍,则溶液的[OH-]=10-4 mol·L-1,[H+]=10-10 mol·L-1,pH=10;pH=13 的 Ba(OH)2 溶液中[OH-]=10-1 mol·L-1,将溶液稀释 1 000 倍,则溶液的[OH -]=10-4 mol·L-1,[H+]=10-10 mol·L-1,pH=10。

4.常温下,将 pH=5 的盐酸加水稀释 1 000 倍后,pH=8,对吗?
[提示] 不对。因为酸溶液 pH<7,纯水呈中性,无论向酸中加多少水 也不可能变成碱性溶液,故 pH=5 的盐酸加水稀释时,只能趋近于中性,不 能成为碱性,pH 会无限接近于 7。

5.25 ℃时,将 pH=1 和 pH=3 的盐酸等体积混合,求该混合溶液的 pH。
[提示] [H+]=0.1V+2V0.001V=0.050 5 mol·L-1, pH=-lg(5.05×10-2)=2-lg 5.05≈1.3。

6.25 ℃时,将 pH=6 的盐酸和 pH=10 的 NaOH 溶液等体积混合,求该 混合溶液的 pH。
[提示] [H+]=1×10-6 mol·L-1 n(H+)=1×10-6 V mol n(OH-)=1×10-4 V mol n(OH-)>n(H+),故 OH-剩余; 剩余 n(OH-)≈1×10-4 V mol

[OH-]=5×10-5 mol·L-1 [H+]=2×10-10 mol·L-1 pH=-lg(2×10-10)=10-lg 2≈9.7。

7.25 ℃时,pH=13 的 NaOH 溶液与 pH=11 的 Ba(OH)2 溶液等体积混 合,混合溶液的 pH 计算过程如下:
pH=13 的 NaOH 溶液[H+]=10-13 mol·L-1 pH=11 的 Ba(OH)2 溶液[H+]=10-11 mol·L-1 故二者的混合溶液中[H+]=12×(10-13 mol·L-1+10-11 mol·L-1)≈5×10- 12mol·L-1 故 pH=-lg[H+]=-lg(5×10-12)≈11.3 该过程正确吗?

[提示] 不正确。强碱混合求算溶液的 pH 时,必须先计算溶液中的[OH -],然后借助 KW 求算出[H+],最后求得 pH。
[OH-]=0.001×V2V+0.1×V=0.050 5 mol·L-1 pH=-lg????01.005-0145????≈-lg(1.98×10-13)=13-lg 1.98≈12.7。

[对点训练] 1.常温下,关于溶液的稀释下列说法正确的是( ) A.pH=3 的醋酸溶液稀释 100 倍,pH=5 B.若 1 mL pH=1 的盐酸与 100 mL NaOH 溶液混合后,溶液的 pH=7, 则 NaOH 溶液的 pH=11 C.将 1 L 0.1 mol·L-1 的 Ba(OH)2 溶液稀释为 2 L,pH=12 D.pH=8 的 NaOH 溶液稀释 100 倍,其 pH=6

B [A 项,pH=3 的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释 100 倍时,3<pH<5;B 项,pH=7,则 1×10-3 L×0.1 mol·L-1=0.1 L×[OH-], [OH-]=1×10-3 mol·L-1,pH=14-3=11;C 项,0.1 mol·L-1Ba(OH)2 溶液稀 释到 2 L 时,[OH-]=02.2 mol·L-1=0.1 mol·L-1,[H+]=1×10-13 mol·L-1,pH =13;D 项,NaOH 溶液是碱溶液,无论怎么稀释,pH 在常温下不可能成为 6,只能无限接近于 7。]

2.常温下,某溶液中由水电离产生的[H+]=1×10-11mol·L-1,则该溶液

的 pH 可能是( )

【导学号:41722140】

A.4

B.7

C.8

D.11

D [由题意知由水电离产生的[H+]=1×10-11mol·L-1,小于 1×10-7mol·L -1,即水的电离被抑制,该溶液可能显酸性,也可能显碱性。若溶液显酸性, 则溶液中[OH-]=1×10-11mol·L-1,溶液中[H+]=[OKHW-]=1×10-3mol·L-1,pH =3;若溶液显碱性,则溶液中[OH-]=[KHW+]=1×10-3mol·L-1,pH=11。]

[教师备选] (1)常温下 0.01 mol·L-1HCl 溶液: ①由水电离出的[H+]=________; ②pH=________; ③加水稀释 100 倍,pH=________。 (2)常温下 0.01 mol·L-1NaOH 溶液: ①pH=________; ②加水稀释 100 倍,pH=________。

[解析] (1)①0.01 mol·L-1HCl 溶液中的 OH-只来源于水的电离,且[OH-] 水=[H+]水,H+来源于水和 HCl 的电离,由于水的电离程度很小,计算时水电 离 的 H + 可 忽 略 , [H + ] = 0.01 mol·L - 1 , [OH - ] = [OH - ] 水 = [H + ] 水 = 1.0×0.0110-m14oml·Lol-21·L-2=1.0×10-12mol·L-1。
②pH=-lg 0.01=2。 ③加水稀释 100 倍,[H+]变为原来的1010,即[H+]=1.0×10-4mol·L-1,pH =4。

(2)①0.01 mol·L-1 的 NaOH 溶液中的 OH-来源于水和 NaOH 的电离,由 于水的电离程度很小,计算时可忽略,即[OH-]=0.01 mol·L-1,所以[H+]= 1.0×0.0110-m14oml·Lol-21·L-2=1.0×10-12mol·L-1,pH=12。
② 加 水 稀 释 100 倍 , [OH - ] = 1.0×10 - 4mol·L - 1 , 所 以 [H + ] = 11.0.0××1100--144mmooll·2L·L--12=1.0×10-10mol·L-1,pH=10。

[答案] (1)①1.0×10-12mol·L-1 ②2 ③4 (2)①12 ②10

三种类型溶液 pH 计算的思维模式 (1)单一溶液 ①强酸:[H+]―→pH=-lg[H+]。 ②强碱:[OH-]―→[H+]([OKHW-])―→pH。 (2)强酸、强碱的稀释 ①强酸 pH=a,加水稀释 10n 倍,则 pH=a+n,无限稀释,pH 约等于 7。 ②强碱 pH=b,加水稀释 10n 倍,则 pH=b-n,无限稀释,pH 约等于 7。

(3)溶液的混合 ①混合液呈酸性:[H+]―→pH。 ②混合液呈碱性:[OH-]―→[H+]―→pH。

[当 堂 达 标·固 双 基]
1.下列有关水的离子积常数 KW 或 pH 变化的判断中,正确的是( ) A.随着温度的升高,水的离子积常数减小 B.随着温度的升高,纯水的 pH 增大 C.新制氯水光照一段时间后,pH 增大 D.氢氧化钠溶液久置于空气中,pH 减小

D [A 项中升高温度,水的电离平衡右移,KW 增大;溶液 pH 的变化关 键看溶液中[H+]的变化;B 项中温度升高,KW 增大,纯水中[H+]和[OH-]都变 大,pH 变小;C 项中光照时发生反应 2HClO=光==照==2HCl+O2↑,显然溶液酸 性增强,则 pH 减小;D 项中 NaOH 溶液吸收空气中的 CO2,溶液中[OH-]减 小,则[H+]增大,所以 pH 减小。]

2.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( ) A.pH=7 的溶液呈中性 B.中性溶液中一定有[H+]=1.0×10-7 mol·L-1 C.在 100 ℃时,纯水的 pH<7,因此显酸性 D.[OH-]=[H+]的溶液呈中性
D [当溶液中[H+]=[OH-]时呈中性;[H+]>[OH-]时呈酸性;[H+]<[OH -]时呈碱性。]

3.下列关于用 pH 试纸测定溶液酸碱性的说法正确的是( ) 【导学号:41722141】
A.使用 pH 试纸测定溶液的 pH 时一定要润湿 B.使用 pH 试纸测定某 NaOH 溶液 pH 为 8.2 C.使用 pH 试纸测定氯水的 pH 为 5 D.使用 pH 试纸测定溶液的酸碱性不如酸度计准确

D [使用 pH 试纸时一定不能润湿,A 错;使用 pH 试纸测定溶液的 pH 只能为整数,B 错;使用 pH 试纸不能测定氯水的 pH,因为氯水中的 HClO 具有漂白性,pH 试纸不能准确显示变色后的颜色,C 错;pH 试纸只能粗测 溶液 pH,酸度计能准确测定溶液 pH,D 对。]

4.常温下,将 0.1 mol·L-1NaOH 溶液与 0.04 mol·L-1 H2SO4 溶液等体积

混合,该混合溶液的 pH 等于( )

A.1.7

B.2.0

C.12

D.12.4

C [NaOH 过量,过量的[OH-]= 0.1 mol·L-1×V L-0.04 mol·L-1×V L×2
2V L =0.01 mol·L-1,故 pH=12。]

5.常温下,有 pH=12 的 NaOH 溶液 100 mL,要使它的 pH 降为 11。 【导学号:41722142】
(1)若加入蒸馏水,应加________mL。 (2)若加入 pH 为 10 的 NaOH 溶液,应加________mL。 (3)若加入 0.01 mol·L-1 的盐酸,应加________mL。

[解析] (1)加水稀释 pH=12 的 NaOH 溶液至 pH=11,体积增大到 10 倍,

所以需加水 900 mL。

(2)设需 pH=10 的 NaOH 溶液体积为 V,那么:

10-2

mol·L-1×0.1 0.1

L+10-4 L+V

mol·L-1×V=10-3mol·L-1,V=1

L=1

000

mL。

(3)设需 0.01 mol·L-1 盐酸体积为 V′,那么:

10-2

mol·L-1×0.1 0.1

L-0.01 L+V′

mol·L-1×V′=10-3mol·L-1,V′≈81.8

mL。

[答案] (1)900 (2)1 000 (3)81.8



相关推荐


友情链接: 时尚网 总结汇报 幼儿教育 小学教育 初中学习资料网