資源簡介

(共51張PPT)
第2課時　溶液的酸堿性與pH
　
第三章　第二節　水的電離和溶液的pH
1．結合實例，能判斷溶液的酸堿性及pH，掌握檢測溶液pH的方法。
2．能進行溶液pH的簡單計算，能調控溶液的酸堿性。能選擇實例說
明溶液pH的調控在工農業生產和科學研究中的重要作用。
課程標準
任務一　溶液的酸堿性與pH
情境探究
土壤的酸堿性直接影響植物的生長發育，可以用pH試紙測定pH，判斷土壤的酸堿性。
1.實驗室中有一瓶溶液，如何知道它呈酸性，還是堿性呢？
提示：可以通過酸堿指示劑來測定。
2.pH＝7的溶液一定是中性溶液嗎？
提示：pH＝7的溶液不一定是中性溶液，在室溫下，pH＝7的溶液是中性溶液，在其他溫度下不是中性溶液。
3.一定溫度下溶液中c平(H＋)和c平(OH－)相等嗎？二者有什么關系？
新知構建
1.溶液的酸堿性
在常溫下溶液的酸堿性與溶液中c(H＋)和c(OH－)的關系如下表(填“＞”、“＝”或“＜”)：
溶液的酸堿性 c(H＋)和c(OH－)的關系 c(H＋)與1×10－7 mol/L的關系
酸性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
中性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
堿性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
＞
＞
＝
＝
＜
＜
2.溶液的pH
(1)表達式
pH是c(H＋)的負對數，即：pH＝___________。
(2)溶液的酸堿性與pH的關系(25 ℃)
①pH越大，溶液的堿性______，pH越小，溶液的酸性______。
②圖示
－lgc(H＋)
越強
越強
3.溶液pH的測量
(1)pH試紙
(2)pH計
pH計精確度高，可直接從儀器中讀數。
玻璃棒
應用評價
1.判斷正誤，錯誤的說明其原因。
(1)任何溫度下，如果c(H＋)不等于c(OH－)，則溶液一定呈現酸堿性。
______________________________________________________________
(2)升高溫度水的電離程度增大，酸性增強。
______________________________________________________________
(3)常溫下，加入酚酞顯無色的溶液一定顯酸性。
______________________________________________________________
(4)用蒸餾水潤濕的pH試紙測溶液的pH，一定會使結果偏低。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
正確。
錯誤；升高溫度水的電離程度增大，但c(H＋)＝c(OH－)，仍然是中性。
錯誤；酚酞的變色范圍pH＝8.2～10，無色可能是中性或者堿性。
錯誤；用蒸餾水潤濕的pH試紙測溶液的pH，可能偏高、可能偏低、可能不變。
(5)用pH計測得某溶液的pH為7.45。
______________________________________________________________
正確。
2.某同學在實驗室測某溶液的pH。實驗時，他先用蒸餾水潤濕pH試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進行檢測。
(1)該學生的操作是否正確？________(填“正確”或“不正確”)。如不正確，請分析是否一定有誤差：______________________________________
________。
(2)若用此法分別測定c(H＋)相等的鹽酸和醋酸溶液的pH，誤差較大的是__________，原因是______________________________________________
__________________________________________。
不正確
不一定有誤差，當溶液為中性時則不產生
誤差
鹽酸的pH
在稀釋過程中醋酸繼續電離產生H＋，使醋酸溶液中
c(H＋)受到的影響比鹽酸中的小，故誤差較小
(3)不能用廣泛pH試紙測定新制氯水的pH，因為新制氯水有________，可以用________測定。
漂白性
pH計
用蒸餾水潤濕pH試紙的操作是錯誤的，會使測定的溶液被稀釋。
測溶液pH時的三注意
1.不能用濕潤的玻璃棒蘸取待測液，也不能將pH試紙先用水潤濕，否則會將溶液稀釋，可能導致所測定的pH不準確，使酸性溶液的pH變大，堿性溶液的pH變小，但中性溶液不受影響。
2.若某溶液具有漂白性，則不能用酸堿指示劑測定該溶液的酸堿性，也不能用pH試紙測定其pH。
3.pH試紙不能測c(H＋)>1 mol·L－1或c(OH－)>1 mol·L－1的溶液的pH。
題后反思
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任務二　溶液pH的計算
人體中最重要的液體——血液在健康狀態下的pH為7.35～7.45，呈弱堿性。經常喝與人體接近的天然弱堿水，不僅能補充礦物元素，而且對人體健康也有幫助。
常溫下，水的離子積Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，回答下列問題：
1.c(H＋)為1.0×10－12 mol·L－1的溶液呈酸性還是堿性？為什么？
提示：堿性，該溶液中c(OH－)＝1.0×10－2 mol·L－1>c(H＋)，所以呈堿性。
2.pH＝3的鹽酸溶液中，c(H＋)為多少？0.05 mol·L－1 H2SO4溶液中，其pH是多少？c(OH－)是多少？
提示：1.0×10－3 mol·L－1。pH為1，c(OH－)＝1.0×10－13 mol·L－1。
情境探究
3.將0.4 g NaOH固體溶于水，得到1 L溶液，c(OH－)是多少？pH是多少？
提示：c(OH－)＝0.01 mol·L－1，pH＝12。
4.pH＝2的鹽酸與pH＝4的鹽酸，若按1∶10的體積比混合后，溶液的
c(H＋)為多少？pH為多少？
5.將200 mL 5×10－3 mol·L－1 NaOH溶液與100 mL 2×10－2 mol·L－1 NaOH溶液混合后，溶液的c(OH－)為多少？ pH為多少？
提示：溶液的c(OH－)為1.0×10－2 mol·L－1, pH為12。
6.pH＝12的NaOH溶液與pH＝2的硫酸，若等體積混合后，溶液的pH為多少？若按9∶11的體積比混合后，溶液的pH為多少？若按11∶9的體積比混合后，溶液的pH為多少？
提示：分別為7、3、11。
1.單一溶液pH的計算
(1)強酸溶液，pH＝－lg c(H＋)。
新知構建
(2)強堿溶液與強堿溶液混合
強堿溶液與強堿溶液等體積混合，若pH差值≥2，混合后的pH＝pH大－0.3。
3.強酸溶液與強堿溶液混合
(1)常溫下，若恰好完全反應，溶液呈中性，pH＝7；
4.酸堿等體積混合
常溫下，酸、堿溶液等體積混合，且酸與堿溶液的pH之和為14：
若為強酸與強堿，則pH＝7；
若為強酸與弱堿，則pH>7；
若為弱酸與強堿，則pH<7。
應用評價
1.判斷正誤，錯誤的說明原因(在25 ℃時)。
(1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝2。
______________________________________________________________
(2)0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝10。
______________________________________________________________
(3)pH＝2的鹽酸加水稀釋到1 000倍，溶液的pH＝5。
______________________________________________________________
(4)將pH＝8的NaOH溶液與pH＝10的NaOH溶液等體積混合，混合溶液
的pH＝8.3。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
正確。
錯誤；0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
正確。
錯誤；將pH＝8的NaOH溶液與pH＝10的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH＝9.7。
2. 25 ℃時，pH的簡單計算。
(1)1 mL pH＝2的硫酸加水稀釋至100 mL，pH＝________。
4
1 mL pH＝2的H2SO4溶液加水稀釋到100 mL，溶液中c(H＋)由10－2 mol·L－1變為10－4 mol·L－1，則稀釋后溶液的pH＝－lg 10－4＝4。
(2)常溫下，由水電離出的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，則該溶液的可能pH＝________。
2或12
(3)體積均為100 mL pH＝2的CH3COOH溶液與一元酸HX溶液，加水稀釋過程中pH與溶液體積的變化關系如圖所示，則HX的電離平衡常數______(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數。
大于
pH相等的酸，加水稀釋促進弱酸電離，稀釋相同的倍數，pH變化大的為較強的酸，變化小的為較弱的酸，所以HX的酸性大于醋酸，則HX的電離平衡常數大于醋酸。
(4)常溫下，pH＝12的NaOH溶液與pH＝1的HCl溶液按一定比例混合，所得溶液pH＝2，則NaOH溶液與HCl溶液的體積比為________。
9∶2
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隨堂演練
√
1.下列溶液一定呈中性的是
A.c(H＋)＝c(OH－)的溶液
B.pH＝7的溶液
C.使石蕊試液呈紫色的溶液
D.鹽的溶液
c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，A正確；pH＝7的溶液不一定呈中性，如100 ℃時，水的離子積常數是10－12，pH＝6時溶液呈中性，當pH＝7時溶液呈堿性，B錯誤；使石蕊試液呈紫色的溶液，常溫下溶液pH在5～8，C錯誤；KHSO4是鹽，溶液顯酸性，D錯誤；故選A。
√
2.向10 mL pH為2的稀硫酸中加入一定濃度的BaCl2溶液，恰好反應時溶液體積為100 mL，則反應后溶液的pH為
A.2 B.3
C.4 D.5
因為混合后溶液呈中性，所以n(H＋)＝n(OH－)，10－a×10V＝10b－14
×V，所以a＋b＝15。
√
3.25 ℃時，若pH＝a的10體積某強酸溶液與pH＝b的1體積某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前該強酸的pH與強堿的pH之間應滿足的關系是
A.a＋b＝14 B.a＋b＝13
C.a＋b＝15 D.a＋b＝7
4.工業廢水的種類很多，其中酸堿廢水是常見的工業廢水，主要來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、印染廠、皮革廠、造紙廠、煉油廠等。酸堿廢水具有較強的腐蝕性，需經適當治理方可外排。治理酸堿廢水一般原則是高濃度酸堿廢水，應優先考慮回收利用，可采用濃縮的方法回收酸堿；低濃度的酸堿廢水，如酸洗槽的清洗水、堿洗槽的漂洗水，應進行中和處理。
(1)常溫下，甲酸性廢水的pH是4，乙酸性廢水的pH是5，則甲與乙的c(OH－)之比為________。
1∶10
常溫下，水的離子積常數Kw＝10－14，甲的pH是4，c(H＋)＝10－4 mol·
L－1，則c(OH－)＝10－10 mol·L－1；乙的pH是5，c(H＋)＝10－5 mol·
L－1，則c(OH－)＝10－9 mol·L－1。所以甲與乙的c(OH－)之比為10－10
mol·L－1∶10－9 mol·L－1＝1∶10。
(2)在某溫度時，測得0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH為11。
①該溫度下水的離子積常數Kw＝______。
10－13
由題意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。
②在此溫度下，已知堿性廢水與酸性廢水完全電離，將pH＝a的堿性廢水Va L與pH＝b的酸性廢水Vb L混合。
若所得混合液為中性，且a＝12，b＝2，則Va∶Vb＝______；若所得混合液為中性，且a＋b＝12，則Va∶Vb＝______。
1∶10
10∶1
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課時測評
√
題點一　溶液酸堿性的判斷與pH
1.下列敘述正確的是
A.無論是純水，還是酸性、堿性或中性稀溶液，在常溫下，其c(H＋)·c (OH－)＝1×10－14
B.c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1的溶液一定是中性溶液
C.0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)的2倍
D.任何濃度的溶液都可以用pH來表示其酸堿性的強弱
水的離子積常數Kw＝c(H＋)·c(OH－)，常溫下Kw＝10－14，A項正確；溶液的酸堿性：酸性c(H＋)>c(OH－)，堿性c(H＋)10－7 mol/L，為酸性，c(H＋)<10－7 mol/L，為堿性，c(H＋)＝10－7 mol/L，為中性。但該項中沒有說明條件，無法確定溶液酸堿性，B項錯誤；CH3COOH為弱電解質不完全電離，且溶液越稀電離程度越大，所以0.2 mol/L與0.1 mol/L CH3COOH電離出的c(H＋)不存在2倍關系，C項錯誤；pH范圍一般在0～14，表達的是c(H＋)≤1 mol/L，而c(H＋)較大時可直接用濃度表示，D項錯誤；故選A。
√
2.25 ℃的下列溶液中，堿性最強的是
A.pH＝11的溶液
B.c(OH－)＝0.12 mol·L－1的溶液
C.含有4 g NaOH的1 L溶液
D.c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液
A項，c(OH－)＝10－3 mol·L－1；B項，c(OH－)＝0.12 mol·L－1；C項，c(OH－)＝0.1 mol·L－1；D項，c(OH－)＝10－4 mol·L－1。
√
酸、堿、鹽溶液中都含H＋和OH－，故A不符合題意；c(H＋)＞c(OH－)的溶液，則一定是酸性溶液，故B符合題意；pH＝6的溶液，溫度未知，若是100 ℃，則為中性溶液，故C不符合題意；加酚酞顯無色的溶液，說明pH＜8.2，但不一定是酸性溶液，故D不符合題意。綜上所述，答案為B。
3.下列溶液一定呈酸性的是
A.含H＋的溶液
B.c(H＋)＞c(OH－)的溶液
C.pH＝6的溶液
D.加酚酞顯無色的溶液
√
4.用pH試紙測定某無色溶液的pH，正確的是
A.將pH試紙放入溶液中，觀察其顏色變化并與標準比色卡對照
B.用廣泛pH試紙測得氯水的pH為2
C.用干燥、潔凈玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，觀察其顏色并與標準比色卡對照
D.用干燥、潔凈玻璃棒蘸取溶液，滴在濕潤的pH試紙上，測量的pH結果一定偏低
pH試紙直接浸入待測液，這樣會污染溶液，故A錯誤；氯水中的次氯酸有強氧化性，pH試紙變色會被漂白，應用pH計測定，故B錯誤；測定溶液pH的正確操作方法為將被測液滴到放在玻璃片上的pH試紙上，顯色后，與標準比色卡比較，符合測量要求，故C正確；pH試紙不能濕潤，防止形成實驗誤差，用干燥、潔凈玻璃棒蘸取溶液，滴在濕潤的pH試紙上，測量的pH結果不一定偏低，如中性溶液氯化鈉溶液的pH不變，故D錯誤。故選C。
√
5.室溫時，下列混合溶液的pH一定小于7的是
A.pH＝3的鹽酸和pH＝11的氨水等體積混合
B.pH＝3的鹽酸和pH＝11的氫氧化鋇溶液等體積混合
C.pH＝3的醋酸溶液和pH＝11的氫氧化鋇溶液等體積混合
D.pH＝3的硫酸溶液和pH＝11的氨水等體積混合
A項，氨水過量，pH>7；B項，pH＝7；C項，CH3COOH過量，pH<7；D項，氨水過量，pH>7。
√
題點二　計算溶液的pH
6.25 ℃，將100 mL 0.14 mol·L－1 NaOH溶液與100 mL 0.06 mol·L－1硫酸溶液混合，所得200 mL混合溶液的pH為
A.12 B.12.3
C.13 D.14
√
7.常溫下，1體積pH＝2.5的鹽酸與10體積某一元強堿溶液恰好完全反應，則該堿溶液的pH等于
A.9.0 B.9.5
C.10.5 D.11.0
√
題點三　由pH確定酸堿溶液的濃度或體積
8.常溫下，pH＝13的強堿溶液與pH＝2的強酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，則強堿溶液與強酸溶液的體積比是
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶11 D.1∶9
√
9.某溫度下，測得0.01 mol/L NaOH溶液pH＝10，則下列說法正確的是
A.該溶液溫度為25 ℃ B.與等體積的pH＝4的鹽酸剛好中和
C.該溫度下蒸餾水pH＝6 D.該溶液中c(H＋)＝10－12 mol/L
某溫度下，測得0.01 mol/L NaOH溶液pH＝10，即氫離子濃度是10－10 mol/L，氫氧化鈉是一元強堿，則氫氧根離子濃度是0.01 mol/L，所以水的離子積常數是0.01×10－10＝10－12＞10－14，升高溫度促進水的電離，該溶液溫度大于25 ℃，A錯誤；pH＝4的鹽酸溶液的濃度是10－4 mol/L，所以與等體積的pH＝4的鹽酸中和后氫氧化鈉過量，B錯誤；該溫度下水的離子積常數是10－12，所以蒸餾水的pH＝6，C正確；根據選項A分析可知該溶液中c(H＋)＝10－10 mol/L，D錯誤；故選C。
√
10.25 ℃時，在一定體積pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物質的量濃度的NaHSO4溶液，當溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀時，溶液pH＝11，若體積可以加和，則V[Ba(OH)2]∶V(NaHSO4)為
A.1∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.3∶2
題點四　非常溫下溶液pH的計算
11.T ℃時，水的離子積常數Kw＝10－13，該溫度下，V1 mL pH＝12的NaOH稀溶液與V2 mL pH＝2的稀鹽酸充分反應(混合后的體積變化忽略不計)，恢復到T ℃，測得混合溶液的pH＝3，則V1∶V2的值為
A.9∶101 B.99∶101
C.1∶100 D.1∶10
√
12.已知在100 ℃下(本題涉及的溶液溫度均為100 ℃)，水的離子積Kw＝1×10－12。下列說法正確的是
A.0.005 mol·L－1的H2SO4溶液，pH＝2
B.0.001 mol·L－1的NaOH溶液，pH＝11
C.0.005 mol·L－1的H2SO4溶液與0.01 mol·L－1的NaOH溶液等體積混合，混合溶液的pH為6，溶液顯酸性
D.完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝9的NaOH溶液100 mL
√
13.在水的電離平衡中，c(H＋)和c(OH－)的關系如圖所示：
(1)A點水的離子積常數為1×10－14，B點水的離子積常數為________。造成水的離子積常數變化的原因是___________。
1×10－12
升高溫度
A點水的離子積常數為1×10－14，B點水的離子積常數為Kw＝c(H＋)·c
(OH－)＝10－6×10－6＝1×10－12，平衡常數僅僅是溫度的函數，水的電離是個吸熱過程，升高溫度，Kw增大，故造成水的離子積常數變化的原因是升高溫度；
(2)100 ℃時，若向水中滴加鹽酸，________(填“能”或“不能”)使體系處于B點狀態，原因是____________________________________________
___________________________________________。
不能
B點中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，向水中加
入鹽酸會導致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性　
100 ℃時，B點中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，向水中加入鹽酸會導致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性，所以若向水中滴加鹽酸，不能使體系處于B點狀態；
(3)100 ℃時，若鹽酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，則由水電離產生的c(H＋)＝________________。
2×10－9 mol/L
(4)25 ℃時，若pH＝a的100體積某強酸溶液與pH＝b的1體積某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前該a＋b＝________。
16
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