2019-2020同步苏教化学选修四新突破讲义：专题3 第2单元 第1课时 溶液的酸碱性 .doc

第二单元溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性目标与素养：1.掌握溶液酸碱性与pH的关系。(宏观辨识与微观探析)2.学会计算酸碱的pH以及氢离子浓度和pH的互算。(证据推理与模型认知)一、溶液的酸碱性根据溶液中c(H)和c(OH)的相对大小，溶液可分为碱性溶液、酸性溶液和中性溶液。微点拨：25 时，纯水中c(H)c(OH)107 mol/L，如果未指明温度，当c(H)或c(OH)等于107 mol/L时溶液不一定呈中性。二、溶液的pH1溶液的pH2溶液酸碱性的判断与测量(1)酸碱指示剂紫色石蕊试液，遇酸变红，遇碱变蓝色。无色酚酞遇碱变红色。(2)pH试纸(3)pH计pH计精度高，可直接从仪器中读数。3c(H)、pH与溶液酸碱性的关系25 时，溶液中c(H)、pH与酸碱性的关系如图所示：1判断正误(正确的打“”，错误的打“”)。(1)溶液的酸性越强，pH越小。()(2)pH14的溶液，碱性最强；pH0的溶液，酸性最强。()(3)用pH试纸测溶液的pH时，应将玻璃棒洗净后立即蘸取待测液滴于试纸上，与标准比色卡对照。()(4)c(H)<c(OH)的溶液一定显碱性。()答案：(1)(2)(3)(4)2判断溶液的酸碱性有多种方法。下列溶液中，一定呈酸性的是()A常温下能够使石蕊试液显蓝色的溶液B溶液的pH>7C溶液中c(H)>c(OH)D溶液中c(H)>1107 molL1C碱性溶液遇石蕊试液显蓝色，酸性溶液遇石蕊试液显红色，故A错；溶液的pH与温度有关，室温下或高于室温，pH>7都不会显酸性，c(H)>1107 molL1在较高温度下不一定显酸性；在任意温度下，只要c(H)>c(OH)，溶液一定呈酸性，C正确。3有一学生在实验室测某溶液的pH，实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测：(1)该学生的操作是_(填“正确的”或“错误的”)，其理由是_。(2)若用此方法分别测定c(H)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是_，原因是_。(3)该学生以上述方式测定下列溶液的pH，无误差的是_。ANaOHBCH3COONaCNaClDNaHSO4解析：用pH试纸测定溶液酸碱性时，不能用蒸馏水润湿。若润湿，会使待测液浓度下降，结果可能出现误差。但是用pH试纸测定中性溶液时，对结果一般没影响。答案：(1)错误的润湿后，稀释了原溶液，使其浓度减小，可能导致测量误差(2)盐酸HCl是强电解质，醋酸是弱电解质，在溶液中存在CH3COOHCH3COOH，稀释时平衡右移，继续电离出H，稀释时c(H)较小，pH较小，故误差较小(3)C溶液pH的计算方法1单一溶液的pH计算(1)强酸溶液，如HnA，设物质的量浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液，如B(OH)n，设浓度为c molL1，c(H) molL1，pHlg c(H)14lg nc。2混合溶液的计算(1)强酸溶液与强酸溶液混合c(H)混，然后再求pH。强酸溶液与强酸溶液等体积混合，若pH差值2，混合后pHpH小0.3。(2)强碱溶液与强碱溶液混合c(OH)混c(H)，再求pH。强碱溶液与强碱溶液等体积混合，若pH差值2，混合后的pHpH大0.3。(3)强酸与强碱混合恰好完全反应，溶液呈中性，pH7；酸过量：c(H)混pH；碱过量：c(OH)混c(H) molL1，pHlgc(H)。酸碱等体积混合，酸与碱pH之和为14：若为强酸与强碱，则pH7；若为强酸与弱碱，则pH>7；若为弱酸与强碱，则pH<7。3酸碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示(1)强酸、弱酸溶液的稀释(2)强碱、弱碱溶液的稀释【例1】已知在100 时水的离子积Kw11012，下列溶液的温度均为100 。其中说法正确的是()A0.005 molL1的H2SO4溶液，pH2B0.001 molL1的NaOH溶液，pH11C0.005 molL1的H2SO4溶液与0.01 molL1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性D完全中和pH3的H2SO4溶液50 mL，需要pH9的NaOH溶液100 mLAA项，0.005 molL1的H2SO4溶液中，c(H)0.005 molL120.01 molL1，pHlgc(H)lg 0.012。B项，0.001 molL1的NaOH溶液中，c(OH)0.001 molL1，c(H)molL11109molL1，pHlg(1109)9。C项，0.005 molL1的H2SO4溶液与0.01 molL1的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性，pH6。D项，pH3的H2SO4溶液c(H)103molL1，pH9的NaOH溶液，c(OH)103molL1，二者完全中和，需要溶液的体积相等。(1)上题B项中，碱电离出的c(OH)与水电离出的c(OH)比值是多少？(2)将上题的温度改为25 ，应选择哪项？提示：(1)0.001 molL1的NaOH溶液中，c(OH)0.001 molL1，c(H)molL11109molL1，水电离出的c(OH)c(H)1109molL1，故比值为0.00111091061。(2)选A、B。A项，pHlgc(H)lg 0.012。B项，0.001 molL1的NaOH溶液中，c(OH)0.001 molL1，c(H)molL111011molL1，pHlg(11011)11。C项，0.005 molL1的H2SO4溶液与0.01 molL1的NaOH溶液等体积混合，溶液呈中性，25 时，溶液的pH7。D项，pH3的H2SO4溶液c(H)103molL1，pH9的NaOH溶液，c(OH)105molL1，二者完全中和，需要NaOH溶液的体积为硫酸的100倍。(1)强酸溶液和强碱溶液混合后计算pH，必须先判断出混合后溶液的酸碱性，酸过量求c(H)、碱过量求c(OH)。(2)根据酸的浓度计算酸溶液的pH时，不必考虑温度，而根据碱的浓度计算碱溶液的pH时，需要根据离子积计算c(H)，因此一定要注意溶液的温度，只有室温时，Kw1.01014。(3)一定pH的强碱与强碱混合后求pH。在计算过程中易出现直接用H浓度进行混合计算的错误。因为强碱溶液的混合是OH混合，H是随OH浓度改变而改变的，不能直接用于混合碱的计算，H浓度必须通过c(H)来求。1求温室下，下列溶液的pH：(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 molL1，此溶液的pH为_。用水稀释到原来体积的100倍，pH为_。再继续稀释104倍，pH为_。(2)pH3的盐酸与pH5的硫酸等体积混合，pH为_。(3)pH10和pH12的两种NaOH溶液等体积混合，pH为_。(4)pH12的NaOH溶液和pH4的HCl溶液等体积混合，pH为_。解析：(1)c(H)0.005 molL120.01 molL1，pHlg 1022。c(H)0.01 molL1100104 molL1，pHlg 1044。pH接近7(酸无限稀释后不会变成碱)。(2)c(H) molL15104 molL1，pHlg(5104)4lg 43.3(强调103是105的100倍，所以105可以忽略不计。)(3)c(OH) molL15103 molL1，c(H) molL121012 molL1。pHlg(21012)12lg 211.7。(4)NaOH溶液中c(OH)102 molL1；HCl溶液中c(H)104 molL1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH) molL15103 molL1，c(H) molL121012 molL1，pHlg(21012)12lg 211.7。答案：(1)24接近7(2)3.3(3)11.7(4)11.7溶液的稀释规律及稀释后的pH的计算1酸、碱稀释后溶液pH的计算(1)强酸稀释前c(H)a molL1，稀释m倍后，c(H)molL1，pHlg。但稀释后酸的pH仍小于7。(2)强碱稀释前c(OH)b molL1，稀释m倍后，c(OH)molL1，c(H)molL1，pHlg。但稀释后碱的pH仍大于7。2酸、碱溶液稀释时pH的变化(1)变化规律项目类别酸(pHa)碱(pHb)弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍ananbnbn无限稀释pH趋向于7(2)变化趋势对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数，强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离，随着加水稀释，溶液中H(或OH)物质的量(水电离的除外)不会增多，而弱酸(或弱碱)随着加水稀释，电离程度增大，H(或OH)物质的量会不断增多。【例2】常温下，pH11的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是()AX、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等B稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强C分别完全中和X、Y这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积V(X)>V(Y)D若9<a<11，则X、Y都是弱碱D因为pH11的X、Y两种碱溶液稀释100倍时，pH：Y>X，所以物质的量浓度：c(Y)>c(X)，稀释后碱性：Y>X，故A、B均错误；因为c(Y)>c(X)且V(Y)V(X)，故n(Y)>n(X)，所以消耗同浓度的盐酸时，Y消耗的多，C错误；若9<a<11，说明稀释100倍时，X、Y的pH均减小不到2个单位，故X、Y都是弱碱，D正确。2(1)体积相同，浓度均为0.2 mol/L的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为_。(2)体积相同，浓度均为0.2 mol/L的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为_。解析：(1)等浓度的盐酸和醋酸分别加水稀释10倍后，两者的浓度仍相同，由于HCl是强电解质，醋酸是弱电解质，HCl的电离程度大于醋酸的电离程度，因此盐酸中的氢离子浓度大于醋酸中的氢离子浓度，因此有m<n。(2)若两者稀释相同的倍数，则盐酸的pH小于醋酸的pH，若要两者的pH相等，则盐酸稀释的倍数大于醋酸稀释的倍数，故有m>n。(3)由于醋酸中存在电离平衡，在稀释过程中会继续电离出氢离子，若稀释后溶液的pH都变成3(画一条平行于x轴的水平线)易得m<n。答案：(1)m<n(2)m>n(3)m<n1常温下，喷墨打印机墨汁的pH为7.59.0。当墨汁喷在纸上时，与酸性物质作用生成不溶于水的固体。由此可知()墨汁偏碱性墨汁偏酸性纸张偏酸性纸张偏碱性ABCDA常温下，pH7的液体呈碱性，碱性墨汁喷在纸上与酸性物质作用生成不溶于水的固体，故纸张偏酸性。2下列溶液一定呈酸性的是()ApH7的溶液B25 时，pH5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BpH7，说明c(H)107molL1，当温度比室温高时，中性溶液中的c(H)107molL1，pH7，则pH7的溶液显碱性，故A项错误。等物质的量的强酸与强碱，由于它们所含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项错误。非电解质溶于水 ，可以使溶液显酸性、碱性、中性，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，乙醇、蔗糖等溶于水，溶液显中性，故D项错误。3室温下，下列各组溶液的pH一定等于7的是()ApH1和pH12的两种溶液等体积混合B0.05 molL1H2SO4与0.10 molL1NaOH溶液等体积混合C将pH5的CH3COOH溶液稀释100倍DpH1的H2SO4与0.10 molL1Ba(OH)2溶液等体积混合BA项中，酸、碱强弱未知，pH不一定等于7。B项中，强酸、强碱如果各为V L，则n(H)n(OH)0.1V mol，反应后溶液呈中性。C项中，pH5的弱酸稀释100倍后，pH应小于7。D项中，酸、碱反应后碱过量，溶液应呈碱性。4某温度下纯水的c(H)1.0106 molL1，在此温度下，将pH8的Ba(OH)2溶液与pH5的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不计)。欲使混合溶液的pH7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为 ()A111B92C111 D29D依题意该温度下的Kw1.01012，则pH8的Ba(OH)2溶液的c(OH)1104 molL1，pH5的盐酸的c(H)1105 molL1。设Ba(OH)2溶液的体积为V1，盐酸的体积为V2，混合溶液的pH7，c(OH) molL1105 molL1，该溶液显碱性，Ba(OH)2过量，依题意得c(OH)1105 molL1，解得。5计算常温下下列溶液的pH，并将计算结果填在横线上：(1)c(H)1104molL1的溶液_；(2)c(OH)1104molL1的溶液_；(3)将0.1 mol HCl溶于水制成100 mL溶液_；(4)将pH2的HCl溶液和pH2的H2SO4溶液以体积比31混合_；(5)将0.23 g金属钠溶于水并配制成100 mL的溶液_。解析：(1)pHlg(1104)4；(2)c(H)molL111010molL1，所以pHlg(11010)10；(3)c(HCl)1 molL1，所以pHlg10；(4)设HCl溶液体积为3V，硫酸体积为V，则c(H)102molL1，pH2；(5)n(NaOH)n(Na)0.01 mol，c(NaOH)0.1 molL1，c(H)molL111013molL1，即pH13。答案：(1)4(2)10(3)0(4)2(5)13