第2课时水溶液的酸碱性与pH一、溶液酸碱性1.溶液酸碱性的判断标准:_的相对大小2.溶液的酸碱性与溶液中c平(H+)和c平(OH-)的关系必备知识素养奠基c平(H+)与c平(OH-) 的相对对大小c平(H+)的范围围(25 )中性溶液c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1酸性溶液c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1碱性溶液c平(OH-)_c平(H+)c平(H+)_1.010-7 molL-1c平(H+)与c平(OH-)=小【巧判断】(1)c平(H+)=10-6 molL-1的溶液一定是酸性溶液)提示:不一定,如100 水溶液呈中性2)水溶液中若c平(OH-)c平(H+),一定是碱性溶液)提示:溶液酸碱性取决于c平(H+)和c平(OH-)的相对大小3)滴加紫色石蕊溶液后变红的溶液一定显酸性)提示:此时溶液pH5,一定显酸性4)盐的水溶液中若c平(H+)=c平(OH-),一定显中性)提示:溶液中c平(H+)=c平(OH-)时一定显中性2.溶液酸碱性的测量方法(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围):指示剂剂变变色范围围(颜颜色与pH的关系)石蕊8.0蓝蓝色酚酞酞10.0红红色甲基橙4.4黄色(2)pH试纸法:取一小块pH试纸于干燥洁净的_,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后与_对照,读出pH(整数)。
3)pH计法:精确测量溶液的pH的方法读至小数点后2位)玻璃片或表面皿上标准比色卡【情境思考】某同学正在使用pH试纸测量某溶液的pH他遇到了一些问题1)pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润?提示:使用pH试纸不能用蒸馏水湿润,湿润后相当于稀释了溶液2)若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响?提示:若是酸性溶液,则湿润后测得pH偏大;若为碱性溶液,则湿润后测得pH偏小;若为中性溶液,则无影响关键能力素养形成知识点一溶液酸碱性的判断【重点释疑】1.绝对依据c平(H+)和c平(OH-)相对大小判据酸性中性碱性25时时溶液中c平(H+)c平(H+)10-7molL-1c平(H+)=10-7molL-1c平(H+)10-7 molL-125时时溶液中c平(OH-)c平(OH-)10-7 molL-1任意温度下溶液中c平(H+)c平(OH-) c平(H+)=c平(OH-)c平(H+)c平(OH-)2.相对依据pH的大小注:A是该温度下溶液是中性时的pH判据酸性中性碱性25时时溶液中pHpH7任意温度下溶液中pHA【思考讨论】(1)溶液的酸碱性的实质是什么?提示:溶液的酸碱性指的是溶液中c平(H+)、c平(OH-)的相对大小。
2)溶液的酸碱性与酸碱强弱有什么联系?提示:强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强,中和能力相同的酸,其提供H+的能力相同;酸性强的溶液不一定是强酸溶液,酸性相同的溶液弱酸浓度大,中和碱的能力强案例示范】【典例】(2020济南高二检测) 结合下表中所列物质的pH判断,在下列各组物质中,分别能使紫色石蕊溶液变红、不变色、变蓝的是()物质质酱酱油厕厕所清洁剂洁剂食盐盐水牙膏肥皂水橘汁草木灰水柠柠檬汁pH4.81.77.08.29.23.510.62.5A.柠檬汁、食盐水、厕所清洁剂B.牙膏、食盐水、肥皂水 C.草木灰水、食盐水、柠檬汁 D.橘汁、食盐水、草木灰水【解题指南】解答本题时要注意以下两点:(1) 清楚紫色石蕊溶液的变色范围与溶液酸碱性的关系2)明确判断各物质的酸碱性解析】选D使紫色石蕊溶液变红的是酸性溶液,不变色的是中性溶液,变蓝的是碱性溶液厕所清洁剂的pH 为1.7,显酸性,使紫色石蕊溶液变红色,所以 A 错误;牙膏的pH 为8.2,显碱性,使紫色石蕊溶液变蓝,所以B错误;草木灰水和柠檬汁的pH分别 为10.6 和2.5,分别使紫色石蕊溶液变蓝和变红,橘 汁的 pH为3.5,使紫色石蕊溶液变红,所以C错误,D正确。
母题追问】如何用pH 试纸测定题中溶液的pH?提示:用镊子取一小块pH试纸放于玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸中央,变色后与标准比色卡对照以确定其pH迁移应用】1.下列溶液一定呈中性的是()A.pH=7的溶液B.c平(H+)=c平(OH-)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 【解析】选B溶液呈中性的根本标志是c平(H+)=c平(OH-)当pH=7时,只说明c平(H+)=1.010-7 molL-1,当温度升高时,中性溶液中的c平(H+)1.010-7 molL-1,即pH7,故A错误等物质的量的强酸与强碱,由于它们所含的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错误非电解质只是它本身不能直接电离产生离子,当它溶于水时可能与水反应生成能电离的物质,使溶液显酸性或碱性,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,故D错误 2.313 K时,水的离子积KW=2.910-14 mol2L-2,则在313 K时,c平(H+)=10-7 molL-1的溶液()A.呈酸性B.呈中性C.呈碱性D.无法判断【解析】选C。
由KW=c平(H+)c平(OH-)可得:c平(OH-)= =2.910-7 molL-1,c平(H+)c平(H+)说明溶液一定呈碱性D.0.1 molL-1的盐酸与0.1 molL-1 CH3COOH溶液pH相同【解析】选C没有指明温度,不能确定pH=6时溶液是否呈酸性,A错;广范pH试纸测得的pH应为整数,B错;0.1 molL-1的盐酸pH=1,而CH3COOH是弱电解质,部分电离,其pH应大于1,D错 知识点二溶液pH的计算的类型【重点释疑】1.基本原则(1)判断溶液的酸碱性2)若为酸性,先求出c平(H+),由pH = -lgc平(H+)求pH ;若为碱性,先求c平(OH-)后由KW=c平(H+)c平(OH-)求c平(H+),再求pH 2.计算类型(25 )及方法(1)单一溶液pH的计算 溶液类类型计计算过过程强酸HnA(c molL-1)c平(H+)=ncpH=-lg(nc)强碱B(OH)n(c molL-1)c平(OH-)=ncc平(H+)= pH=-lg =14+lg(nc)【实例】0.05 molL-1稀硫酸中,c平(H+)=0.1 molL-1,pH=1常温下,0.05 molL-1 Ba(OH)2溶液中,c平(OH-)=0.1 molL-1,c平(H+)= =10-13 molL-1,pH=13。
2)稀的强酸、强碱混合溶液pH的计算强酸+强酸溶液类类型计计算过过程强酸AV1 c平(H+)1强酸BV2 c平(H+)2c平(H+)混= pH=-lgc平(H+)混【实例】pH=2和pH=4的盐酸等体积混合后,c平(H+)= 5.010-3 (molL-1),pH=-lg 510-3=3-lg 52.3强碱+强碱强碱AV1 c平(OH-)1强碱BV2 c平(OH-)2c平(OH-)混= c平(H+)混= ,pH=-lgc平(H+)混【实例】室温下,pH=10和pH=12的NaOH溶液等体积混合后,c平(OH-)= 510-3 (molL-1),c平(H+)= =210-12 molL-1,pH=12-lg 211.7强酸+强碱强酸AV1 c平(H+)强碱BV2 c平(OH-)酸过过量c平(H+)混= pH=-lgc平(H+)混碱过过量c平(OH-)混= c平(H+)混= pH=-lgc平(H+)混【实例】室温下,0.06 molL-1 Ba(OH)2溶液与0.1 molL-1的盐酸等体积混合后,溶液显碱性,c平(OH-)= =0.01 (molL-1),c平(H+)= =10-12 molL-1,pH=-lg 10-12=12。
3.酸碱溶液稀释时pH的变化规律项项目类别类别 酸(pH=a)碱(pH=b)弱酸强酸弱碱强碱稀释释10n倍b-nb-n无限稀释释pH趋趋向于7【说明】室温下,无论强酸还是弱酸,稀释后溶液的pH,始终不能大于或等于7室温下,无论强碱还是弱碱,稀释后溶液的pH,始终不能小于或等于7稀释相同的倍数时,强酸、强碱的pH变化大,而弱酸、弱碱的pH变化小思考讨论】(1)若一种物质的水溶液中由水电离出的c平(H+)=10-13 molL-1(25 ),则溶液是呈现酸性还是碱性呢?提示:25 时,由水电离出的c平(H+)=110-13 molL-1的溶液可能呈酸性(pH=1),也可能呈碱性(pH=13)2) 常温下,将pH=8和pH=10的两种强碱溶液等体积混合,则混合溶液的pH是多少?提示:由于两种溶液均为强碱溶液,故应先求溶液中的c平(OH-),再求c平(H+)和pH设混合前两种强碱溶液的体积均为V L,c平(OH-)= molL-1510-5 molL-1,故c平(H+)= molL-1=210-10 molL-1,pH=-lg (210-10)9.7 【案例示范】【典例】(2020三明高二检测)下列有关pH的说法正确的是()A.常温下,测得0.1 molL-1盐酸的pH=1B.测定溶液pH时,事先将pH试纸润湿C.pH相同的醋酸溶液导电性一定比盐酸的弱D.常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍,测得pH=4【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)强酸pH的计算方法及弱酸的稀释规律;(2)pH试纸的使用方法;(3)pH相同时强弱电解质的导电性。
解析】选A0.1 molL-1盐酸的c平(H+)=0.1 molL-1,常温下,测得0.1 molL-1盐酸的pH=1,A正确;测定溶液pH时,不能事先将pH试纸润湿,若润湿则相当于把待测液加水稀释,B错误;pH相同的醋酸溶液与盐酸的导电性相同,C错误;常温下,将pH=1的醋酸溶液稀释1 000倍后,醋酸的电离平衡正向移动,测得pH应大于1小于4,D错误母题追问】(1)A项改为常温下,测得0.1 molL-1醋酸的pH=1对吗?提示:不对醋酸是弱酸不能完全电离pH大于12)C项改为物质的量浓度相同的醋酸溶液导电性一定比盐酸的弱,对吗?提示:不对只有相同条件下物质的量浓度相同的醋酸溶液导电性一定比盐酸的弱迁移应用】1.常温下,将0.1 molL-1氢氧化钠溶液与0.06 molL-1硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于()A.1.7B.2.0C.12.0D.12.4【解析】选B0.06 molL-1硫酸溶液中c平(H+)=0.12 molL-1,硫酸与NaOH混合后,酸过量,溶液显酸性设两溶液的体积都为1 L,则混合后溶液中c平(H+)= 0.01 molL-1,pH=2,B对 2.(2020福州高二检测)25 时,将pH=3的盐酸和pH=12的NaOH溶液混合,当混合后溶液的pH=11时,盐酸和NaOH溶液的体积比是()A.92B.91C.110D.25【解析】选A。
pH=3的盐酸中c平(H+)=10-3 molL-1,pH=12的NaOH溶液中c平(H+)=10-12 molL-1,由KW可求出NaOH溶液中c平(OH-)=10-2 molL-1,混合溶液中c平(H+)=10-11 molL-1,则混合溶液中c平(OH-)=10-3 molL-1,设盐酸和NaOH溶液的体积分别为a和b,则c平(OH-)= molL-1=10-3 molL-1,解得ab=92,A项正确 【课堂回眸】课堂检测素养达标1.pH是溶液酸碱性的一个重要指标凡涉及水溶液的自然现象、化学变化以及生产过程都与pH有关,因此,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH纯水在25 和80 时,pH前后大小关系及酸碱性分别是()A.pH前pH后弱酸性B.pH前pH后都显中性C.pH前pH后弱酸性D.pH前pH后都显中性【解析】选BKW随温度升高而增大,纯水中c平(H+)也随温度升。