3.2.1　溶液的酸碱性 课件 (共41张PPT)2023-2024学年高二化学苏教版选择性必修1

(共41张PPT)
专题3
第二单元　第1课时　溶液的酸碱性
基础落实·必备知识全过关
重难探究·能力素养全提升
目录索引
素养 目标 1.能从电离、离子反应、化学平衡的角度分析溶液的性质,如酸碱性、导电性等。
2.可以通过分析、推理等方法认识溶液pH的含义,建立认知模型,了解溶液pH的测定方法,培养科学探究与创新意识的核心素养。
3.学会用证据推理意识进行pH的简单计算。
基础落实·必备知识全过关
一、溶液的酸碱性与pH
水溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小
1.溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH-)的关系(25 ℃)
溶液类型 c(H+)与c(OH-)相对大小 c(H+)/(mol·L-1)
中性溶液 c(OH-)=c(H+) c(H+)=1.0×10-7
酸性溶液 c(OH-)1.0×10-7
碱性溶液 c(OH-)>c(H+) c(H+)<1.0×10-7
2.溶液的pH与c(H+)及酸碱性的关系
(1)pH是c(H+)的负对数,其表达式是pH=　　　　　　　。
(2)溶液的pH、c(H+)及酸碱性的关系图(25 ℃):
(3)pH的适用范围:1×10-14 mol·L-1≤c(H+)≤1 mol·L-1。
-lg c(H+)
3.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)。
pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿
(2)利用pH试纸测定。使用pH试纸的正确操作为
　 。
(3)利用pH计测定。pH计可精确测定溶液的pH(读至小数点后2位)。
(4)用pH传感器(pH探头)测定。
取一小片pH试纸置于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照,读出pH
教材阅读想一想阅读教材图3-10及正文部分
思考:在某溶液中c(H+)为1×10-7 mol·L-1,此溶液一定呈中性吗
提示 判断溶液酸碱性的标准是c(H+)与c(OH-)的相对大小,而不是与 1×10-7 mol·L-1相比较。若溶液中c(H+)与c(OH-)不相等,则c(H+)=1×10-7 mol·L-1时溶液也不呈中性。
易错辨析判一判
(1)c(H+)(2)某同学用pH试纸测得氢氧化钠溶液的pH为10.6。(　　)
(3)常温下由水电离的c(OH-)为1×10-8 mol·L-1的溶液一定呈酸性。(　　)
(4)c(OH-)=1×10-6 mol·L-1的溶液一定呈碱性。(　　)
√
×
提示 pH试纸只能精确到整数。
×
提示 也可能呈碱性。
×
提示 只有c(OH-)>c(H+)时,溶液才呈碱性。
二、溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
2.混合溶液pH的计算
(1)两强酸溶液混合
(2)两强碱溶液混合
(3)强酸强碱溶液混合
①强酸与强碱正好完全反应,溶液呈中性,c(H+)　　c(OH-)。
②强酸与强碱混合时,若酸过量,则求　　　　　　,若碱过量,则求　　　　　,然后计算pH。
=
c过量(H+)
c过量(OH-)
3.酸碱稀释后的pH变化规律　　
酸溶液稀释后pH永远小于7,碱溶液稀释后pH永远大于7
(1)室温下计算下列酸溶液稀释后的pH
①pH=2的盐酸,若加水稀释到体积为原来的10倍,其pH为　　;若加水稀释到体积为原来的10n倍,其pH为　　　　(n<5)。
②若将pH=5的盐酸加水无限稀释,其pH接近于　　 。
③pH=2的醋酸溶液,若加水稀释到体积为原来的10倍,其pH大小范围应是　 。
3
2+n
7
2(2)室温下计算下列碱溶液稀释后的pH
①pH=11的氢氧化钠溶液,若加水稀释到体积为原来的10倍,其pH为　　;若加水稀释到体积为原来的10n倍,其pH为　　　　　(n<4)。
②若将pH=11的NaOH溶液加水无限稀释,其pH接近于　 　。
③pH=11的氨水,若加水稀释到体积为原来的10n倍,其pH大小范围应是
　　　　　　　　　(n<4);若无限稀释时,其pH接近于　　。
教材阅读想一想阅读教材“拓展视野·pH试纸、pH计和pH传感器”
思考:用pH试纸测得某硫酸溶液的pH为4.2,这个结论正确吗
10
11-n
7
(11-n)7
提示 不正确。用pH试纸测定溶液的pH时,只能读取整数值。
易错辨析判一判
(1)溶液的酸性越强,pH越小。(　　)
(3)将pH=1的盐酸稀释到体积为原来的1 000倍,溶液的pH为5。(　　)
√
√
×
提示 pH=1的盐酸中c(H+)=0.1 mol·L-1,稀释到体积为原来的1 000倍,则H+的浓度为1×10-4 mol·L-1,溶液的pH=4。
重难探究·能力素养全提升
探究一　溶液的酸碱性
情境探究
(1)某儿童吃了较多橘子,胃疼呕酸水,经诊断是胃酸过多所致。医生建议食用一些鸡蛋清等食品,并要求合理饮食,请问理由是什么
提示 鸡蛋清的pH略大于7,显弱碱性,能消耗胃中的酸。
(2)怎样理解酸的酸性强弱与溶液的酸性强弱
(3)用pH试纸测溶液的pH时应注意什么问题 记录数据时又要注意什么 是否可用pH试纸测定氯水的pH
提示 酸的酸性强弱是指酸电离出H+的难易,如HNO3的酸性比H3PO4的强。而溶液的酸性强弱是指溶液中H+的浓度大小,H+浓度越大,溶液的酸性越强。
提示 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差;用pH试纸读出的pH只能是整数;不能用pH试纸测定氯水的pH,因为氯水呈酸性的同时呈现强氧化性(漂白性)。
方法突破
溶液酸碱性的判断
应用体验
视角1溶液酸碱性的判断
1.60 ℃时水的离子积KW=3.2×10-14,则在60 ℃时,c(H+)=2×10-7 mol·L-1的溶液(　　)
A.呈酸性 B.呈碱性
C.呈中性 D.无法判断
A
2.下列溶液一定呈中性的是(　　)
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)的溶液
C.含等物质的量的强酸、强碱溶液反应得到的溶液
D.非电解质溶于水得到的溶液
B
解析 在室温下,pH=7的溶液为中性,若温度不是室温,则pH=7的溶液不一定是中性溶液,A项错误;在任何温度下,c(H+)=c(OH-)的溶液一定为中性溶液,B项正确;含等物质的量的硫酸与NaOH溶液反应后溶液呈酸性,C项错误;非电解质溶于水若发生反应产生酸或碱,则溶液可能显酸性或碱性,D项错误。
3.一些食物的近似pH如下表:
食物 苹果 葡萄 牛奶 玉米粥
pH 2.9~3.3 3.5~4.6 6.3~6.6 6.8~8.0
人的胃液中含有盐酸,对于胃酸过多的人,空腹时最宜食用的是(　　)
A.苹果 B.葡萄 C.牛奶 D.玉米粥
D
解析 对于胃酸过多的人,空腹时最宜食用显弱酸性或弱碱性的食物,玉米粥符合题意,故选D。
视角2pH试纸的使用
4.关于pH的测定下列说法正确的是(　　)
A.pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿
B.用广范pH试纸测得某盐酸的pH=2.3
C.利用酸碱指示剂可以测溶液的pH
D.pH计是精确测定溶液pH的仪器
D
解析 pH试纸在使用之前若用蒸馏水润湿,被测定溶液被稀释,测定结果可能会产生误差,A项错误;广范pH试纸只能粗略测定溶液酸碱性,测定数值为整数,不能为小数,B项错误;酸碱指示剂只能测定溶液的酸碱性和溶液pH范围,不能测定溶液的pH,C项错误;pH计是精确测定溶液pH的仪器,D项正确。
5.有一学生在实验室测某溶液的pH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)该生的操作方法是否正确
(2)如不正确请说明理由,同时请分析是否一定有误差产生。
(3)若用此法分别测定c(H+)相等的H2SO4溶液和H3PO4溶液的pH,结果会怎样 并说明理由。
答案 (1)不正确。　(2)若溶液不显中性,则溶液被稀释,测出的不是溶液中的H+或OH-对应的pH;当溶液为中性时则不产生误差。　(3)测得H3PO4溶液的pH较H2SO4溶液的pH小,因为在稀释过程中,H3PO4继续电离产生H+,使得该溶液中的c(H+)较H2SO4溶液中的大。
解析 由此题可引出下列结论:醋酸铅试纸、KI淀粉试纸、石蕊试纸(检验气体的酸碱性)等用于定性检验时,试纸一般要润湿,而pH试纸定量测定某溶液的酸碱度时,绝对不允许用水将试纸润湿。
探究二　溶液pH的计算
情境探究
pH计算的基本思路:由pH=-lg c(H+)知,计算的核心是确定c(H+)的大小。
pH计算的具体方法:酸溶液直接确定c(H+)的大小,碱溶液先确定c(OH-)的大小,再由c(H+)= 计算c(H+)。
(1)在25 ℃时,0.5×10-2 mol·L-1Ba(OH)2 溶液的pH是多少
(2)将pH=2的盐酸稀释至体积为原来的1 000倍,溶液的pH为多少
提示 pH=2的盐酸中c(H+)=0.01 mol·L-1,稀释至体积为原来的1 000倍,则H+的浓度为1×10-5 mol·L-1,pH=5。
(3)25 ℃时,忽略混合时溶液体积的变化,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溶液中H+浓度为10-13 mol·L-1
pH=11的Ba(OH)2溶液中H+浓度为10-11 mol·L-1
故二者的混合液中H+浓度为
×(10-13 mol·L-1+10-11 mol·L-1)≈5×10-12 mol·L-1
故pH=-lg c(H+)=-lg(5×10-12)≈11.3
该过程正确吗
提示 不正确。求算NaOH溶液与Ba(OH)2溶液混合后溶液的pH时,必须先计算混合溶液中的c(OH-),然后借助KW求算出c(H+),最后求得pH。设NaOH溶液、Ba(OH)2溶液的体积均为V L,c(OH-)= mol·L-1 =0.050 5 mol·L-1,则pH=-lg ( )≈12.7。
方法突破
溶液pH计算的一般思维模型
应用体验
视角1溶液稀释的计算
1.25 ℃时,下列溶液的酸性最强的是(　　)
A.0.01 mol·L-1的HCl溶液
B.pH=2的H2SO4溶液
C.c(OH-)=10-13 mol·L-1的溶液
D.pH=1的HNO3溶液加水稀释到体积为原来的2倍
C
解析 根据各溶液的pH确定酸性强弱,酸性越强,pH数值越小。A项,0.01 mol·L-1 HCl溶液中,c(H+)=0.01 mol·L-1,pH=2;B项,pH=2;C项,c(OH-)=10-13 mol·L-1的溶液中,c(H+)=0.1 mol·L-1,pH=1;D项,pH=1的HNO3溶液加水稀释到体积为原来的2倍,稀释后pH>1;C项符合题意。
2.常温下,关于溶液稀释的说法正确的是(　　)
A
解析 A项,1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.2 mol·L-1,稀释到体积为2 L后c(OH-)=0.1 mol·L-1,则pH=13,正确;B项,醋酸溶液稀释时,CH3COOH的电离程度增大,pH<5,错误;C项,稀释后,H2SO4溶液的pH=6,则水电离产生的c(H+)=1×10-8 mol·L-1,错误;D项,碱溶液稀释不可能得到酸性溶液,错误。
视角2两种碱溶液(酸溶液)混合的计算
3.常温下,下列关于pH的各项叙述正确的是(　　)
A.pH=9与pH=13的NaOH溶液等体积混合后pH约为9.3(已知lg 2≈0.3)
B.向pH相同的氨水和氢氧化钠溶液中分别加入适量NH4Cl(s)后,两溶液的pH均减小
C.pH=0的H2SO4溶液与pH=5的NH4NO3溶液中,发生电离的水的物质的量之比为1∶105
D.25 ℃,1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH为3,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH为8
B
解析 pH=9与pH=13的NaOH溶液等体积混合后的溶液中c(OH-) =
pH≈12.7,A项错误;向pH相同的氨水和氢氧化钠溶液中分别加入适量NH4Cl(s)后,铵根离子会抑制一水合氨的电离,氨水的pH减小,氯化铵与氢氧化钠反应生成一水合氨,溶液中氢氧根离子浓度减小,则pH减小,B项正确;两溶液体积未知,无法计算发生电离的水的物质的量,C项错误;因常温下,中性溶液的pH=7,则酸溶液的pH一定小于7,即盐酸的pH不会为8,D项错误。
归纳总结　酸碱混合规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)25 ℃时,等体积、pH之和等于14的一强一弱酸碱混合溶液——“谁弱谁过量,谁弱显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时):
①pH之和等于14呈中性;
②pH之和小于14呈酸性;
③pH之和大于14呈碱性。
4.常温下,pH=8的NaOH溶液与pH=10的Ba(OH)2溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于(已知:lg 2≈0.3)(　　)
A.8.3 B.8.7 C.9 D.9.7
D
视角3酸碱溶液混合的计算
5.25 ℃时,10 mL 0.15 mol·L-1的硫酸与10 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液混合,则混合后的pH为(　　)
A.0 B.1 C.2 D.3
B
解析 25 ℃时,10 mL 0.15 mol·L-1的硫酸中n(H+)=0.15 mol·L-1×0.01 L×2 =0.003 mol,10 mL 0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液中n(OH-)为0.1 mol·L-1×
0.01 L=0.001 mol,则二者反应后有H+剩余,剩余的H+的物质的量为0.003 mol-0.001 mol=0.002 mol,则反应后的溶液中c(H+)= =0.1 mol·L-1,则溶液的pH为1。
6.室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH一定大于7的是(　　)
A.0.1 mol·L-1的盐酸和0.1 mol·L-1的氢氧化钠溶液
B.0.1 mol·L-1的盐酸和0.05 mol·L-1的氢氧化钡溶液
C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氢氧化钠溶液
D.pH=4的盐酸和pH=10的氨水
D
解析 HCl为一元强酸,NaOH为一元强碱,故等体积等物质的量浓度的HCl溶液与NaOH溶液恰好中和,pH=7,A项不符合题意;HCl为一元强酸, Ba(OH)2为二元强碱,0.1 mol·L-1的盐酸与0.05 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合恰好完全反应生成BaCl2,混合后溶液的pH=7,B项不符合题意;pH=4的醋酸溶液中c(H+)=1×10-4 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-4 mol·L-1,因CH3COOH是弱酸,pH=4的醋酸溶液和pH=10的氢氧化钠溶液等体积混合,充分反应后CH3COOH过量,故混合后所得溶液呈酸性,pH<7,C项不符合题意;NH3·H2O为一元弱碱,pH=4的盐酸和pH=10的氨水等体积混合充分反应后氨水过量,则混合后所得溶液显碱性,pH>7,D项符合题意。
7.下列说法正确的是(　　)
A.100 ℃时KW约为10-12,则100 ℃时0.1 mol·L-1的NaOH溶液的pH为13
B.常温下,将1 mL 1×10-6 mol·L-1的稀盐酸稀释至1 000 mL,所得溶液的pH为9
C.常温下当水电离出的c(H+)为1×10-13 mol·L-1时,此溶液的pH可能为1或13
D.将pH=2的盐酸与pH=2的醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,稀释后醋酸溶液的pH更大
C
解析 100 ℃时KW约为10-12,100 ℃时0.1 mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=0.1 mol·L-1,则c(H+)=1×10-11 mol·L-1,pH=11,A错误;常温下,将1 mL 1×10-6 mol·L-1的稀盐酸稀释至1 000 mL,此时要考虑水的电离,稀盐酸稀释后永远是酸溶液,因此所得溶液的pH接近等于7,B错误;常温下当水电离出的c(H+)=1×10-13 mol·L-1时,此溶液中c(H+)=0.1 mol·L-1或1×10-13 mol·L-1,此溶液的pH可能为1或13,C正确;将pH=2的盐酸与pH=2的醋酸各1 mL分别稀释至100 mL,稀释后由于醋酸又会电离一部分,因此稀释后醋酸溶液的pH更小,D错误。
本 课 结 束