第2课时 溶液的酸碱性与pH
[核心素养发展目标]
1.掌握溶液的酸碱性与pH的关系。
2.掌握检测溶液pH的方法,了解溶液pH调控的意义。
一、溶液的酸碱性与pH
1.25 ℃时,分析下列溶液中c(H+)和c(OH-)
纯水 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 0.1 mol·L-1盐酸
c(H+)/ (mol·L-1)
c(OH-)/ (mol·L-1)
c(H+)、c(OH-)的相对大小 c(H+) c(OH-) c(H+) c(OH-) c(H+) c(OH-)
溶液的酸碱性
2.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
(1)任何水溶液中都有H+和OH-。
(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性
3.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=________。
特别提醒 pH计算公式中c(H+):
若强酸溶液:c(H+)=n·c(HnA),
若强碱溶液:c(H+)==。
(2)25 ℃时,溶液的酸碱性与c(H+)、pH的关系如图所示:
pH<7,为________溶液;pH=7,为______溶液;pH>7,为________溶液。
(3)pH的适用范围
1.0×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1.0 mol·L-1的溶液。
1.在一定温度下,强碱的pH一定比弱碱的pH大吗?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
2.等浓度的下列稀溶液:①乙酸 ②盐酸 ③碳酸 ④硫酸,它们的pH由小到大排列正确的是__________。
1.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c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
2.已知t ℃时水的离子积常数为Kw。该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA溶液与b mol·
L-1的一元碱BOH溶液等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
3.T ℃时,水的离子积Kw=1×10-12,对于c(H+)=10-4 mol·L-1的盐酸:
(1)T____________(填“>”“=”或“<”)25 ℃,其判断依据是________________。
(2)该盐酸的pH=________,由水电离产生的c(H+)=________。
溶液酸碱性的判断
二、溶液酸碱性的测定方法
1.酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)
常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂 变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0 _____色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0 _____色
甲基橙 <3.1____色 3.1~4.4橙色 >4.4 ______色
2.利用pH试纸测定
3.用pH计测量
pH计也叫________,可精密测量溶液的pH,测得的溶液pH可以是整数或者小数,其量程为________。
4.pH在医疗、生活、环保、农业生产和科学实验中都有重要的应用。溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。
(1)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸碱性( )
(2)升高温度水的电离程度增大,酸性增强( )
(3)常温下,加入酚酞显无色的溶液一定显酸性( )
(4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低( )
(5)用pH计测得某溶液的pH为7.45( )
(1)pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿?若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(2)某同学用pH试纸测量新制氯水的pH为1.0,他的结论正确吗?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
(3)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性,甲同学使用pH试纸测定,请推测pH试纸呈什么颜色,溶液的酸碱性如何?
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
测溶液pH时的三注意
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用蒸馏水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)有强氧化性和有颜色的物质,不能用pH试纸测定其pH,如新制氯水、NaClO溶液、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
1.下列说法正确的是( )
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中的c(H+)和c(OH-)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性
2.某同学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)该学生的操作是否正确?________(填“正确”或“不正确”)。如不正确,请分析是否一定有误差:______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是______________,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)不能用广泛pH试纸测定新制氯水的pH,因为新制氯水有________,可以用________测定。
第2课时 溶液的酸碱性与pH
[核心素养发展目标] 1.掌握溶液的酸碱性与pH的关系。2.掌握检测溶液pH的方法,了解溶液pH调控的意义。
一、溶液的酸碱性与pH
1.25 ℃时,分析下列溶液中c(H+)和c(OH-)
纯水 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 0.1 mol·L-1盐酸
c(H+)/(mol·L-1) 1×10-7 1×10-13 0.1
c(OH-)/(mol·L-1) 1×10-7 0.1 1×10-13
c(H+)、c(OH-)的相对大小 c(H+)=c(OH-) c(H+)c(OH-)
溶液的酸碱性 中性 碱性 酸性
2.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
(1)任何水溶液中都有H+和OH-。
(2)溶液的酸碱性取决于溶液中c(H+)、c(OH-)的相对大小。
溶液的酸碱性
3.溶液的pH
(1)定义
pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=-lg c(H+)。
特别提醒 pH计算公式中c(H+):
若强酸溶液:c(H+)=n·c(HnA),
若强碱溶液:c(H+)==。
(2)25 ℃时,溶液的酸碱性与c(H+)、pH的关系如图所示:
pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液。
(3)pH的适用范围
1.0×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1.0 mol·L-1的溶液。
1.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c(H+)[c(H+)=]的大小。强碱溶液中c(OH-)不一定大,弱碱溶液中c(OH-)不一定小。
2.等浓度的下列稀溶液:①乙酸 ②盐酸 ③碳酸 ④硫酸,它们的pH由小到大排列正确的是__________。
提示 ④②①③
解析 盐酸、H2SO4为强酸,等浓度时H2SO4中c(H+)大于盐酸,乙酸和碳酸为弱酸,酸性:CH3COOH>H2CO3。溶液的pH越小,则酸性越强,故pH由小到大的顺序为④②①③。
1.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c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
答案 C
解析 运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以错误;在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7 mol·
L-1,所以B项错误、C项正确;100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是呈中性,所以D项错误。
2.已知t ℃时水的离子积常数为Kw。该温度下,将浓度为a mol·L-1的一元酸HA溶液与b mol·L-1的一元碱BOH溶液等体积混合,可判定该溶液呈中性的依据是( )
A.a=b
B.混合溶液的pH=7
C.混合溶液中,c(H+)= mol·L-1
D.混合溶液中,c(H+)+c(B+)=c(OH-)+c(A-)
答案 C
解析 溶液呈中性,即c(H+)=c(OH-),结合水的离子积常数可知c(H+)=c(OH-)= mol·
L-1,故C项正确。
3.T ℃时,水的离子积Kw=1×10-12,对于c(H+)=10-4 mol·L-1的盐酸:
(1)T____________(填“>”“=”或“<”)25 ℃,其判断依据是________________。
(2)该盐酸的pH=________,由水电离产生的c(H+)=________。
答案 (1)> 水的电离是吸热过程,升温促进水的电离,Kw增大 (2)4 10-8 mol·L-1
解析 (1)T ℃时,水的离子积Kw=10-12>10-14,故T ℃>25 ℃,原因是H2O的电离吸热,升温能促进水的电离,Kw增大。(2)该盐酸中的c(H+)=10-4 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=4,此时c水(H+)=c(OH-)== mol·L-1=10-8 mol·L-1。
溶液酸碱性的判断
二、溶液酸碱性的测定方法
1.酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围)
常见酸碱指示剂的变色范围:
指示剂 变色范围(颜色与pH的关系)
石蕊 <5.0红色 5.0~8.0紫色 >8.0蓝色
酚酞 <8.2无色 8.2~10.0浅红色 >10.0红色
甲基橙 <3.1红色 3.1~4.4橙色 >4.4黄色
2.利用pH试纸测定
3.用pH计测量
pH计也叫酸度计,可精密测量溶液的pH,测得的溶液pH可以是整数或者小数,其量程为0~14。
4.pH在医疗、生活、环保、农业生产和科学实验中都有重要的应用。溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。
(1)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸碱性( )
(2)升高温度水的电离程度增大,酸性增强( )
(3)常温下,加入酚酞显无色的溶液一定显酸性( )
(4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低( )
(5)用pH计测得某溶液的pH为7.45( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√
(1)pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿?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试纸不能用蒸馏水润湿,润湿后相当于稀释溶液。若是酸性溶液,则润湿后测得pH偏大;若为碱性溶液,则润湿后测得pH偏小;若为中性溶液,则无影响。
(2)某同学用pH试纸测量新制氯水的pH为1.0,他的结论正确吗?
提示 不正确。新制氯水具有漂白性,不能使用pH试纸进行测定。
(3)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性,甲同学使用pH试纸测定,请推测pH试纸呈什么颜色,溶液的酸碱性如何?
提示 pH试纸呈淡黄色,沸水呈中性。
测溶液pH时的三注意
(1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液,也不能将pH试纸先用蒸馏水润湿,否则会将溶液稀释,可能导致所测定的pH不准确,使酸性溶液的pH变大,碱性溶液的pH变小,但中性溶液不受影响。
(2)有强氧化性和有颜色的物质,不能用pH试纸测定其pH,如新制氯水、NaClO溶液、漂白粉溶液、双氧水、高锰酸钾溶液、氯化铁溶液、硫酸铜溶液等。
(3)pH试纸不能测c(H+)>1 mol·L-1或c(OH-)>1 mol·L-1的溶液的pH。
1.下列说法正确的是( )
A.强碱的水溶液中不存在H+
B.pH=0的溶液是酸性最强的溶液
C.在温度不变时,水溶液中的c(H+)和c(OH-)不能同时增大
D.某温度下,纯水中c(H+)=2×10-7 mol·L-1,其呈酸性
答案 C
解析 在酸性或碱性水溶液中均存在H+和OH-,故A错误;pH=0的溶液中c(H+)=1.0 mol·
L-1,并不是酸性最强的溶液,只是c(H+)>1.0 mol·L-1的溶液用pH表示酸性强弱不方便,故B错误;温度一定时,Kw=c(H+)·c(OH-)是一个定值,c(H+)和c(OH-)不能同时增大,故C对;纯水中,c(H+)=c(OH-),呈中性,故D错误。
2.某同学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)该学生的操作是否正确?________(填“正确”或“不正确”)。如不正确,请分析是否一定有误差:______________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是________________,原因是__________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)不能用广泛pH试纸测定新制氯水的pH,因为新制氯水有________,可以用________测定。
答案 (1)不正确 不一定有误差,当溶液为中性时则不产生误差
(2)盐酸的pH 因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H+,使醋酸溶液中c(H+)受到的影响比盐酸中的小,故误差较小
(3)漂白性 pH计
解析 用蒸馏水润湿pH试纸的操作是错误的,会使测定的溶液被稀释。