1、第2课时 水溶液的酸碱性与pH 一、溶液酸碱性 1.溶液酸碱性的判断标准:_的相对大小。2.溶液的酸碱性与溶液中c平(H+)和c平(OH-)的关系 必备知识素养奠基 c平(H+)与 c平(OH-)的相对大小 c平(H+)的范围(25)中性溶液 c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1 酸性溶液 c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1 碱性溶液 c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1 c平(H+)与c平(OH-)=小 【巧判断】(1)c平(H+)=10-6 molL-1的溶液一定是酸性溶液。()提示:。
2、不一定,如100 水溶液呈中性。(2)水溶液中若c平(OH-)c平(H+),一定是碱性溶液。()提示:。溶液酸碱性取决于c平(H+)和c平(OH-)的相对大小。(3)滴加紫色石蕊溶液后变红的溶液一定显酸性。()提示:。此时溶液pH5,一定显酸性。(4)盐的水溶液中若c平(H+)=c平(OH-),一定显中性。()提示:。溶液中c平(H+)=c平(OH-)时一定显中性。2.溶液酸碱性的测量方法(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围):指示剂变色范围(颜色与pH的关系)石蕊8.0蓝色酚酞10.0红色甲基橙4.4黄色(2)pH试纸法:取一小块pH试纸于干燥洁净的_,用干燥洁净的 玻璃棒蘸取待测溶液
3、点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后与_对照,读出pH(整数)。(3)pH计法:精确测量溶液的pH的方法。(读至小数点后2位)玻璃片或表面皿上 标准比色卡【情境思考】某同学正在使用pH试纸测量某溶液的pH。他遇到了一些问题。(1)pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润?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。(2)若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响?提示: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。关键能力素养形成 知识点一 溶液酸碱性的判断【重点释疑】1.绝对依据c平(H+)和c平(OH-)相对大小 判据 酸性 中性 碱
4、性 25时溶 液中c平(H+)c平(H+)10-7molL-1 c平(H+)=10-7 molL-1 c平(H+)10-7 molL-1 25时溶 液中c平(OH-)c平(OH-)10-7 molL-1 任意温度 下溶液中 c平(H+)c平(OH-)c平(H+)=c平(OH-)c平(H+)c平(OH-)2.相对依据pH的大小 注:A是该温度下溶液是中性时的pH 判据 酸性 中性 碱性 25时溶 液中pH pH7 任意温度 下溶液中 pHA【思考讨论】(1)溶液的酸碱性的实质是什么?提示:溶液的酸碱性指的是溶液中c平(H+)、c平(OH-)的相对大小。(2)溶液的酸碱性与酸碱强弱有什么联系?提示
5、:强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强,中和能力相同的酸,其提供H+的能力相同;酸性强的溶液不一定是强酸溶液,酸性相同的溶液弱酸浓度大,中和碱的能力强。【案例示范】【典例】(2020济南高二检测)结合下表中所列物质的pH判断,在下列各组物质中,分别能使紫色石蕊溶液变红、不变色、变蓝的是()物质 酱油 厕所清 洁剂 食盐 水 牙膏 肥皂水 橘汁 草木灰水 柠檬汁 pH 4.8 1.7 7.0 8.2 9.2 3.5 10.6 2.5 A.柠檬汁、食盐水、厕所清洁剂 B.牙膏、食盐水、肥皂水 C.草木灰水、食盐水、柠檬汁 D.橘汁、食盐水、草木灰水【解题指南】解答本题时要注意以下两点:(1)清楚
6、紫色石蕊溶液的变色范围与溶液酸碱性的关系。(2)明确判断各物质的酸碱性。【解析】选D。使紫色石蕊溶液变红的是酸性溶液,不变色的是中性溶液,变蓝的是碱性溶液。厕所清洁剂的pH 为1.7,显酸性,使紫色石蕊溶液变红色,所以 A 错误;牙膏的pH 为8.2,显碱性,使紫色石蕊溶液变蓝,所以B错误;草木灰水和柠檬汁的pH分别 为10.6 和2.5,分别使紫色石蕊溶液变蓝和变红,橘 汁的 pH为3.5,使紫色石蕊溶液变红,所以C错误,D正确。【母题追问】如何用pH 试纸测定题中溶液的pH?提示:用镊子取一小块pH试纸放于玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸中央,变色后与标准比色卡对照以确定其pH。【迁
7、移应用】1.下列溶液一定呈中性的是()A.pH=7的溶液 B.c平(H+)=c平(OH-)的溶液 C.由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液 D.非电解质溶于水得到的溶液 【解析】选B。溶液呈中性的根本标志是c平(H+)=c平(OH-)。当pH=7时,只说明 c平(H+)=1.010-7 molL-1,当温度升高时,中性溶液中的c平(H+)1.0 10-7 molL-1,即pH7,故A错误。等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含的H+和OH-的物质的量未知,因此无法判断它们混合后溶液的酸碱性,故C错误。非电解质只是它本身不能直接电离产生离子,当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质,使溶液显酸性或
8、碱性,如SO2溶于水生成H2SO3,溶液显酸性;NH3溶于水生成NH3H2O,溶液显碱性,故D错误。2.313 K时,水的离子积KW=2.910-14 mol2L-2,则在313 K时,c平(H+)=10-7 molL-1的溶液()A.呈酸性 B.呈中性 C.呈碱性 D.无法判断【解析】选C。由KW=c平(H+)c平(OH-)可得:c平(OH-)=2.910-7 molL-1,c平(H+)c平(H+)说明溶液一定呈碱性 D.0.1 molL-1的盐酸与0.1 molL-1 CH3COOH溶液pH相同【解析】选C。没有指明温度,不能确定pH=6时溶液是否呈酸性,A错;广范pH试纸测得的pH应为整
9、数,B错;0.1 molL-1的盐酸pH=1,而CH3COOH是弱电解质,部分电离,其pH应大于1,D错。知识点二 溶液pH的计算的类型【重点释疑】1.基本原则(1)判断溶液的酸碱性。(2)若为酸性,先求出c平(H+),由pH=-lgc平(H+)求pH;若为碱性,先求c平(OH-)后由KW=c平(H+)c平(OH-)求c平(H+),再求pH。2.计算类型(25)及方法(1)单一溶液pH的计算。溶液类型 计算过程 强酸HnA(c molL-1)c平(H+)=nc pH=-lg(nc)强碱B(OH)n(c molL-1)c平(OH-)=nc c平(H+)=pH=-lg =14+lg(nc)wKnc
10、wKnc【实例】0.05 molL-1稀硫酸中,c平(H+)=0.1 molL-1,pH=1。常温下,0.05 molL-1 Ba(OH)2溶液中,c平(OH-)=0.1 molL-1,c平(H+)=10-13 molL-1,pH=13。WKcOH平（）(2)稀的强酸、强碱混合溶液pH的计算。强酸+强酸 溶液类型 计算过程 强酸AV1 c平(H+)1 强酸BV2 c平(H+)2 c平(H+)混=pH=-lgc平(H+)混 112212V cHV cHVV平平（）（），【实例】pH=2和pH=4的盐酸等体积混合后,c平(H+)=5.0 10-3(molL-1),pH=-lg 510-3=3-lg
11、 52.3。24101 1012 强碱+强碱 强碱A V1 c平(OH-)1 强碱B V2 c平(OH-)2 c平(OH-)混=c平(H+)混=,pH=-lgc平(H+)混 112212V cOHV cOHVV平平（）（），wKcOH平混（）【实例】室温下,pH=10和pH=12的NaOH溶液等体积混合后,c平(OH-)=510-3(molL-1),c平(H+)=210-12 molL-1,pH=12-lg 211.7。42101 1012 WKcOH平（）强酸+强碱 强酸 AV1 c平(H+)强碱 BV2 c平(OH-)酸过量 c平(H+)混=pH=-lgc平(H+)混 碱过量 c平(OH-
12、)混=c平(H+)混=pH=-lgc平(H+)混 1212V cHV cOHVV平平（）（），2112V cOHV cHVV平平（）（），wK,cOH平混（）【实例】室温下,0.06 molL-1 Ba(OH)2溶液与0.1 molL-1的盐酸等体积混 合后,溶液显碱性,c平(OH-)=0.01(molL-1),c平(H+)=10-12 molL-1,pH=-lg 10-12=12。0.06 2 1 0.1 12 WKcOH平（）3.酸碱溶液稀释时pH的变化规律 项目 类别 酸(pH=a)碱(pH=b)弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 b-n b-n 无限稀释 pH趋向于7【说明】室温下,
13、无论强酸还是弱酸,稀释后溶液的pH,始终不能大于或等于7。室温下,无论强碱还是弱碱,稀释后溶液的pH,始终不能小于或等于7。稀释相同的倍数时,强酸、强碱的pH变化大,而弱酸、弱碱的pH变化小。【思考讨论】(1)若一种物质的水溶液中由水电离出的c平(H+)=10-13 molL-1(25),则溶液是呈现酸性还是碱性呢?提示:25 时,由水电离出的c平(H+)=110-13 molL-1的溶液可能呈酸性(pH=1),也可能呈碱性(pH=13)。(2)常温下,将pH=8和pH=10的两种强碱溶液等体积混合,则混合溶液的pH是多 少?提示:由于两种溶液均为强碱溶液,故应先求溶液中的c平(OH-),再求
14、c平(H+)和 pH。设混合前两种强碱溶液的体积均为V L,c平(OH-)=molL-1 510-5 molL-1,故c平(H+)=molL-1=210-10 molL-1,pH=-lg(2 10-10)9.7。6410V10V2V145105 10【案例示范】【典例】(2020三明高二检测)下列有关pH的说法正确的是()A.常温下,测得0.1 molL-1盐酸的pH=1 B.测定溶液pH时,事先将pH试纸润湿 C.pH相同的醋酸溶液导电性一定比盐酸的弱 D.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍,测得pH=4【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)强酸pH的计算方法及弱酸的稀释规律;
15、(2)pH试纸的使用方法;(3)pH相同时强弱电解质的导电性。【解析】选A。0.1 molL-1盐酸的c平(H+)=0.1 molL-1,常温下,测得 0.1 molL-1盐酸的pH=1,A正确;测定溶液pH时,不能事先将pH试纸润湿,若润湿则相当于把待测液加水稀释,B错误;pH相同的醋酸溶液与盐酸的导电性相同,C错误;常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍后,醋酸的电离平衡正向移动,测得pH应大于1小于4,D错误。【母题追问】(1)A项改为常温下,测得0.1 molL-1醋酸的pH=1对吗?提示:不对。醋酸是弱酸不能完全电离pH大于1。(2)C项改为物质的量浓度相同的醋酸溶液导电性一定
16、比盐酸的弱,对吗?提示:不对。只有相同条件下物质的量浓度相同的醋酸溶液导电性一定比盐酸的弱。【迁移应用】1.常温下,将0.1 molL-1氢氧化钠溶液与0.06 molL-1硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于()A.1.7 B.2.0 C.12.0 D.12.4【解析】选B。0.06 molL-1硫酸溶液中c平(H+)=0.12 molL-1,硫酸与NaOH混 合后,酸过量,溶液显酸性。设两溶液的体积都为1 L,则混合后溶液中c平(H+)=0.01 molL-1,pH=2,B对。110.12 mol L1 L0.1 mol L1 L2 L2.(2020福州高二检测)25 时,将pH=3的
17、盐酸和pH=12的NaOH溶液混合,当 混合后溶液的pH=11时,盐酸和NaOH溶液的体积比是()A.92 B.91 C.110 D.25【解析】选A。pH=3的盐酸中c平(H+)=10-3 molL-1,pH=12的NaOH溶液中 c平(H+)=10-12 molL-1,由KW可求出NaOH溶液中c平(OH-)=10-2 molL-1,混合溶 液中c平(H+)=10-11 molL-1,则混合溶液中c平(OH-)=10-3 molL-1,设盐酸和 NaOH溶液的体积分别为a和b,则c平(OH-)=molL-1=10-3 molL-1,解 得ab=92,A项正确。2310 b 10 aab【课
18、堂回眸】课堂检测素养达标 1.pH是溶液酸碱性的一个重要指标。凡涉及水溶液的自然现象、化学变化以及生产过程都与pH有关,因此,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH。纯水在25 和80 时,pH前后大小关系及酸碱性分别是()A.pH前pH后 弱酸性 B.pH前pH后 都显中性 C.pH前pH后 弱酸性 D.pH前pH后 都显中性【解析】选B。KW随温度升高而增大,纯水中c平(H+)也随温度升高而增大,pH随温度升高而减小,但c平(H+)仍等于c平(OH-),显中性。2.(2020承德高二检测)常温下下列溶液的pH一定等于2的是()A.0.01 molL-1硫酸500 mL B.0.0
19、1 molL-1盐酸500 mL C.0.01 molL-1醋酸1 L D.pH=1的酸溶液稀释10倍【解析】选B。A中c平(H+)=2c平(H2SO4)=0.02 molL-1,pH=2-lg 22;B中 c平(H+)=0.01 molL-1,则pH=2;C中CH3COOH部分电离,c平(H+)2;D中若为强酸,稀释10倍,pH增大1,则pH=2,但若为弱酸,每稀释10倍,pH增大不足1个单位,即其pH2。3.常温下,某H2SO4溶液的浓度是0005 molL-1,此溶液的pH()A.1 B.3 C.2 D.2.3【解析】选C。常温下,某H2SO4溶液的浓度是0.005 molL-1,c平(
20、H+)=0.005 molL-12=0.01 molL-1,pH=2,C正确。4.室温下,下列叙述中正确的是()A.使甲基橙试液变黄色的溶液一定是碱性溶液 B.使酚酞试液变红色的溶液不一定是碱性溶液 C.使甲基橙试液变红色的溶液一定是酸性溶液 D.使酚酞试液不变色的溶液一定是中性溶液【解析】选C。酸碱指示剂及其变色范围:指示剂 变色范围的pH 石蕊 8蓝色 甲基橙 4.4黄色 酚酞 10红色 使甲基橙变黄色,溶液pH4.4,但溶液不一定是碱性,A错误;使酚酞变红色,溶液pH8.2,溶液一定是碱性,B错误;使甲基橙变红色,溶液pH3.1,溶液一定是酸性,C正确;使酚酞不变色,溶液pH8.2,溶液
21、不一定是中性,D错误。5.(2020兰州高二检测)在常温下,下列各组溶液中的pH一定等于7的是 ()A.pH=2和pH=12的两种溶液等体积混合 B.0.05 molL-1 H2SO4与0.10 molL-1 NaOH溶液等体积混合 C.将pH=5的CH3COOH溶液稀释100倍 D.pH=1的H2SO4与0.1 molL-1的Ba(OH)2溶液等体积混合【解析】选B。A项,没有指明强酸和强碱,反应后溶液不一定呈中性;B项,H2SO4与NaOH的物质的量浓度之比为12,等体积混合后恰好中和显中性;C项,pH=5的CH3COOH溶液稀释100倍后pH7;D项,pH=1的H2SO4溶液中c平(H+
22、)=0.1 molL-1,0.1 molL-1的Ba(OH)2溶液中c平(OH-)=0.2 molL-1,等体积混合反应后OH-剩余,溶液显碱性。6.(新思维新考向)离子积常数是化学平衡常数的一种形式,多用于纯液体和难溶电解质的电离。世纪金榜导学号 已知,某温度(t)时,水的离子积KW=110-12。请完成下列问题:(1)将此温度下pH=11的NaOH溶液与pH=1的HCl溶液等体积混合,混合后溶液的pH是多少?(2)将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H2SO4溶液b L混合:若所得混合溶液呈中性,则ab是多少?若所得混合溶液的pH=2,则ab是多少?【解析】(1)此温度下p
23、H=11的NaOH溶液中c平(OH-)=110-1 molL-1,pH=1的 HCl溶液中c平(H+)=110-1 molL-1,所以两溶液等体积混合后应恰好完全反应,则混合后溶液的pH=6。(2)若所得混合溶液呈中性,则0.1 molL-1 a L=0.1 molL-1b L,所以ab=11;若所得混合溶液的pH=2,则混合后 c平(H+)=0.01 molL-1,则 =0.01 molL-1,得 ab=911。答案:(1)6(2)11 911 110.1 mol Lb L0.1 mol La L(ab)L【核心整合】1.水的电离(1)水的电离方程式为H2O H+OH-。(2)25 时KW=
24、c平(H+)c平(OH-)=1.010-14 mol2L-2。(3)水的电离是吸热的可逆过程,升高温度,KW增大,水的离子积只受温度的影响。(4)任何水溶液中均存在水的电离平衡。(5)强电解质溶于水时完全电离,以离子形式存在,弱电解质溶于水时部分电离,在水溶液中主要以分子形式存在。知识关联素养应用 2.溶液酸碱性的判断依据 3.强酸、强碱溶液混合的pH计算(1)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:若pH1+pH2=14,则V酸=V碱。若pH1+pH214,则 (2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。常温时 12pHpH14V10V酸碱。【素养迁移】1.
25、在四个烧杯中分别盛有等体积的0.5 molL-1的盐酸、氨水、CH3COOH溶液、NaCl溶液,按下图装置连接仪器,接通电源观察灯泡的亮度。【问题思考】(1)上述实验现象是什么?结论是什么?提示:盛有盐酸、NaCl溶液的烧杯灯泡较亮,盛有氨水、CH3COOH溶液的烧杯灯泡较暗;同浓度的盐酸、NaCl溶液比氨水、CH3COOH溶液导电能力强。(2)产生问题(1)中现象的原因是什么?提示:在溶质浓度相同的情况下,溶液中离子浓度不同,灯泡较亮的溶液中的离子浓度大于灯泡较暗溶液中的离子浓度。(3)强电解质溶液的导电能力一定比弱电解质溶液的导电能力强吗?提示:不一定,与电解质溶液的浓度有关,很稀的强电解
26、质溶液也可能比浓度较大的弱电解质溶液的导电能力弱。(4)CaCO3难溶于水,其水溶液的导电能力很弱,CaCO3是弱电解质,对吗?提示:虽然CaCO3难溶于水,但其溶于水的部分在水中完全电离,故CaCO3是强电解质。2.盐酸和氢氧化钠是两种常见的酸和碱,在工业生产中起着非常重要的作用。盐酸是化学工业重要原料之一,广泛用于化工原料、染料、医药、食品、印染、皮革、制糖、冶金等行业,还用于离子交换树脂的再生以及电镀、金属表面的清洗剂。氢氧化钠(NaOH)的用途极广。用于生产纸、肥皂、染料、人造丝、冶炼金属、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。回答以下几个问题:
27、(1)常温下0.01 molL-1 HCl溶液中 由水电离出的c平(H+)是多少?pH是多少?加水稀释100倍,pH是多少?(2)常温下0.01 molL-1 NaOH溶液:pH是多少?加水稀释100倍,pH是多少?【解析】(1)0.01 molL-1 HCl溶液中的OH-只来源于水的电离,且c平(OH-)水=c平(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,c平(H+)=0.01 molL-1,c平(H+)水=c平(OH-)水=c平(OH-)=10-12 molL-1。pH=-lg10-2=2。加水稀释100倍,c平(H+)变为原来的 ,即c平(H+
28、)=10-4 molL-1,pH=4。142211 10 mol L0.01 mol L1100(2)0.01 molL-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 c平(OH-)=10-2 molL-1,所以c平(H+)=1.010-12 molL-1,pH=12。加水稀释100倍,c平(OH-)=10-4 molL-1,所以c平(H+)=1.010-10 molL-1,pH=10。答案:(1)1.010-12 molL-1 2 4(2)12 10 1422211.0 10mol L10 mol L1422411.0 10mol L1.0 10 mol L
