3.1.2水溶液的酸碱性与pH 课件 (共32张PPT)_高中化学鲁科版（2019）选择性必修一

(共32张PPT)
物质在水溶液中的行为
第三章
3.1.2 水溶液的酸碱性与pH
核心素养目标
1. 宏观辨识与微观探析
能通过溶液酸碱性的宏观表现，辨识溶液酸碱性与 c平(H+)、c平(OH-)微观浓度关系，理解pH与微观粒子浓度的关联，从微观角度解释溶液酸碱性本质。
2. 证据推理与模型认知
认识水的电离平衡受条件影响，理解溶液酸碱性、pH 与电离平衡移动的关系，能用变化观念和平衡思想分析溶液中粒子浓度变化、pH计算等问题。
3. 科学探究与创新意识
通过探究溶液酸碱性及pH相关知识，养成严谨求实的科学态度；认识溶液酸碱性知识在生活、生产、健康等方面的应用价值，增强社会责任意识。
学习重难点
重点：
1.水的离子积Kw应用，溶液酸碱性与c平(H+)、c平(OH-)及pH的关系，pH的简单计算。
难点：
1.理解溶液酸碱性本质是c平(H+)和c平(OH-)相对大小，灵活运用Kw进行pH相关计算，把握外界条件对溶液酸碱性、pH影响的平衡移动分析。
课前导入
很多矿泉水瓶上都会标注 “弱碱性”，那大家有没有想过，同样是水，为什么会呈现弱碱性呢？这个 “弱碱性” 又该如何用科学的方式去衡量？
其实，这背后的奥秘就藏在我们今天要学习的溶液的酸碱性与 pH 知识中。
马赛克
马赛克
溶液的pH
PART 01
溶液的酸碱性c(H+)和c(OH－)的相对大小的关系
由于水的电离，在水溶液中始终存在着 H+ 和 OH-，而且稀水溶液中 c平(H+) 和 c平(OH-)的乘积也等于水的离子积。那么，水溶液中 H+、OH- 的浓度与溶液的酸碱性有什么关系呢？水溶液的酸碱度又如何量度呢？
利用水的离子积可以计算溶液中 H+ 或 OH- 的浓度。
例如，室温下测得某酸溶液中的c平(H+) 为 1.0×10-5 mol·L-1，根据
Kw =
c平(H+)·c平(OH-)
=1×10-14 mol2·L-2
可得该酸溶液中的 c平(OH-) 为：
c平(OH-)＝ ＝ ＝1.0×10-9 mol·L-1
c平(H+)
Kw
1.0×10-5 mol·L-1
1.0×10-14 mol2·L-2
下表列出了室温下一些溶液的 c平(H+) 或 c平(OH-)，请填上空缺的数据。
化合物 c/(mol·L-1) c平(H+)/(mol·L-1) c平(OH-)/(mol·L-1)
HCl 1.0×10-2 1.0×10-2
HNO3 1.0×10-3 1.0×10-3
NaOH 1.0×10-2 1.0×10-2
KOH 1.0×10-3 1.0×10-3
1.0×10-12
1.0×10-11
1.0×10-12
1.0×10-11
＞
由表中的数据你能发现什么规律？
＞
＜
溶液呈酸性
＜
溶液呈碱性
＞
＜
溶液的酸碱性c(H+)和c(OH－)的相对大小的关系
研究表明，在酸性溶液中也存在着 OH-，只是 H+ 的浓度比 OH- 的浓度大；在碱性溶液中也存在着 H+，只是 OH- 的浓度比 H+ 的浓度大。水溶液的酸碱性与 c平(H+) 和c平(OH-) 的相对大小的关系为：
溶液的酸碱性c(H+)和c(OH－)的相对大小的关系
在任一溶液中
c(H+) ＞ c(OH－)
c(H+) = c(OH－)
c(H+) ＜ c(OH－)
溶液呈酸性，c平(H+)越大，溶液的酸性越强
溶液呈中性
溶液呈碱性，c平(OH-)越大，溶液的碱性越强
概念：pH是水溶液中氢离子浓度的负对数。
溶液的pH
表达式：
pH= -lg c平(H+)
适用范围：
用pH表示溶液的酸碱度时，pH的范围一般在0~14之间，即适用于1×10-14 mol/L≤c平(H+)或c平(OH-)≤1 mol/L的电解质稀溶液。
对于c平(H+)＞1 mol/L的酸性溶液或c平(OH-)＞1 mol/L的碱性溶液，直接用c平(H+)或c平(OH-)表示溶液的酸碱度。
溶液的pH
c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系（25℃）：
酸性增强
碱性增强
中性
溶液的pH与溶液酸碱性的对应关系
规律：pH越小，c平(H+)越大，溶液的酸性越强；pH越大，c平(OH-)越大，溶液的碱性越强。
溶液酸碱性判断的注意事项
1.任何情况下,均可根据溶液中c平(H+)和c平(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性，不受温度影响。
2.在分析 pH、c平(H+)与溶液的酸碱性的关系时,要注意溶液的温度是否为常温。只有25 ℃时才能利用pH与7的大小关系或c平(H+)与1×10-7mol/L的相对大小来判断溶液的酸碱性。如pH=7的溶液不一定是中性溶液，只有在常温下，pH=7的溶液才是中性溶液。
3.常温下，pH=0的溶液不是酸性最强的溶液，pH=14的溶液也不是碱性最强的溶液。
溶液pH的计算
PART 02
溶液pH的计算
（2）酸性溶液，先算c平(H+)，pH= - lgc(H+)，
碱性溶液，先算c平(OH-)， pOH= - lgc(OH-)， pH= 14 – pOH（常温）
（3）在加法运算中，相差100倍以上（含100）可忽略小的数！
（4） lg2≈0.3；lg3≈0.5；lg5≈0.7。
1.pH计算的解题思路
（1）pH=﹣lgc(H+)， c平(H+)·c平(OH-) = Kw
溶液pH的计算
例：室温下，测得NaOH溶液的浓度为1.0×10-3mol·L-1，计算该溶液的pH。
解：
NaOH Na+ + OH-
c/(mol·L-1) 1.0×10-3 1.0×10-3
因为 KW ＝ c平(H+)·c平(OH-)
所以 c平(H+)＝
pH ＝ -lgc平(H+)＝ -lg ＝ -lg
＝ 11.0
c平(OH-)
KW
c平(OH-)
KW
1.0×10-14
1.0×10-3
溶液pH的计算
2.单一溶液pH的计算
（2）若为碱性，先求c平(OH-) 后，由Kw求c平(H+)，再求pH
（1）若为酸性，先求出c平(H+)后，由pH =-lg c(H+)求pH
例如：强酸(HnA)溶液的浓度为c mol/L，则c平(H＋)＝nc mol/L，pH＝
－lg c(H＋)＝－lg (nc)。
例如：25 ℃，强碱[B(OH)n]溶液的浓度为c mol/L，c平(OH-)＝nc mol/L，则 c平(H＋)＝10-14/nc mol/L，pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg (nc)。
溶液pH的计算
3.混合溶液pH的计算
（1）两种强酸混合：直接求出c混(H＋)，再据此求pH。
关键：
1、抓住氢离子进行计算！
2、当相加、减的两个量相差100倍以上时，小的可忽略
例1：计算pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合后的pH。
c平(H＋) ＝ mol/L ＝5×10－4 mol/L
V10－3＋V10－5
2V
pH＝－lgc(H＋)＝－lg(5×10－4)＝3.3
【结论】两种pH不同的强酸等体积混合时ΔpH≥2时，pH混=pH小+0.3
溶液pH的计算
（2）两种强碱混合：先求出c混(OH－)，再据Kw求出c混(H＋)，最后求pH。
关键：抓住OH- 进行计算！再转化为H+
例2：计算pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的pH。
c平(OH－) ＝ mol/L ＝5×10－3 mol/L
10－4 V+10－2V
2V
pH＝－lgc(H＋) ＝－ lg(2×10－12)＝11.7
【结论】两种pH不同的强碱等体积混合时ΔpH≥2 时，pH混=pH大- 0.3
溶液pH的计算
（3）强酸强碱混合：“谁过量先求谁”
pH=7（常温）
① 当n(H＋)＝n(OH－)时，恰好中和
② 当n(H＋)＞n(OH－)时，酸过量
③ 当n(H＋)＜n(OH－)时，碱过量
溶液pH的计算
4.强酸、强碱溶液等体积混合后，pH的变化规律
（1） pH1+pH2 = 14
（2） pH1+pH2 ＞ 14
（3） pH1+pH2 ＜ 14
混合后为中性 pH=7
混合后为碱性 pH＞7
混合后为酸性 pH＜7
5.一强一弱等体积混合且pH之和等于14
（1）若为强酸、弱碱溶液，则混合后溶液显 性。
（2）若为弱酸、强碱溶液，则混合后溶液显 性。
碱
酸
溶液pH的计算
（1） 若为一元强酸（a mol·L－1）、一元强碱（b mol·L－1）溶液等体积混合后呈中性，则混合前a ＝ b。
（2） 若为一元强酸（a mol·L－1）、一元弱碱（b mol·L－1）溶液等体积混合后呈中性，则混合前a ＜ b。
（3）若为一元弱酸（a mol·L－1）、一元强碱（b mol·L－1）溶液等体积混合后呈中性，则混合前a ＞ b。
6.一元酸和一元碱溶液混合呈中性
规律：谁弱谁过量，谁弱显谁性。
原因：酸和碱已电离出的H＋与OH－恰好中和，谁弱谁的H＋或OH－有储备(即物质过量)，还能继续电离。
溶液pH的测定方法
PART 02
酸碱指示剂法
该方法只能确定pH的范围。常用的酸碱指示剂有甲基橙、石蕊和酚酞。
几种常用指示剂的变色范围和颜色变化如图所示：
pH 1 2 3.1 4.4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 甲基橙 红色 橙色 黄色 石蕊 红色 紫色 蓝色 酚酞 无色 浅红色 红色
pH试纸法
1.pH试纸的种类
广泛pH试纸：其pH范围是 (最常用)，可以识别的pH差约为 。
精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值。
专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液。
1～14
1
2.pH试纸的使用方法：
取一小块试纸放在干净的玻璃板上，用干净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸的中央，待显色后，与标准的比色卡对比，得出溶液的pH。
3. 使用pH试纸的注意事项：
不能用湿的玻璃棒蘸取待测液，也不能将 pH 试纸先用水润湿，否则会将待测液稀释，可能导致所测定的pH 不准确，使测定的酸性溶液的 pH 变大，碱性溶液的 pH 变小，但中性溶液不受影响；
pH试纸法
pH 试纸不能直接伸入待测液中，否则会污染待测液；具有漂白性或强氧化性的溶液不能用酸碱指示剂检验其酸碱性，也不能用 pH 试纸测定其 pH。
pH试纸法
酸度计法
酸度计，又叫pH计，可用来精密测量溶液的pH，其量程为0~14。
人们根据生产与生活的需要，研制了多种类型的pH计，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域
pH计
随堂测试
1.判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)升高温度，水的电离平衡向电离方向移动，c(H+)增大，溶液呈酸性。(　　)
(2)任何温度下，利用溶液中c平(H+)和c平(OH-)的相对大小判断溶液的酸碱性。(　　)
(3)25 ℃时pH的范围通常是0~14。(　　)
(4)4 ℃时，纯水的pH=7。(　　)
(5)1.0×10-3 mol·L-1盐酸的pH=3.0,1.0×10-8 mol·L-1盐酸的pH=8.0。(　　)
(6)100 ℃时，将pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合，溶液显中性。(　　)
(7)pH=4.5的番茄汁中c平(H+)是pH=6.5的牛奶中c平(H+)的100倍。(　　)
随堂测试
2.下列溶液一定显酸性的是(　　)
A.溶液中c平(OH-)>c平(H+)
B.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液
C.溶液中c平(H+)=10-6 mol·L-1
D.溶液中水电离的c水(H+)=10-9 mol·L-1
B
随堂测试
3.关于溶液的酸性及酸性强弱的说法正确的是(　　)
A.只要溶液中有H+，溶液就显酸性
B.H+浓度大于OH-浓度，溶液一定显酸性
C.H+浓度增大，溶液的酸性一定增强
D.强酸溶液的酸性一定比弱酸溶液的酸性强
B
随堂测试
4.在室温下，由水电离产生的H+浓度为1×10-13 mol·L-1的溶液中，一定能大量共存的离子组是(　　)
A.③⑤ B.①③ C.③④ D.②⑤
A
随堂测试
5.某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH值随溶液体积变化的曲线如下图所示。据图判断正确的是（ ）
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH值变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点KW的数值比c点KW的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
B
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