《高中化学 3.2.1 溶液的酸碱性课件 苏教版选修4》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中化学 3.2.1 溶液的酸碱性课件 苏教版选修4（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第二单元溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性【目标定位【目标定位】1.1.了解溶液的酸碱性与溶液中了解溶液的酸碱性与溶液中c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )的关系。的关系。2.2.知道知道pHpH的定义的定义, ,了解溶液的酸碱性与了解溶液的酸碱性与pHpH的关系。的关系。3.3.了解测定溶液酸碱性的方法了解测定溶液酸碱性的方法, ,能够用能够用pHpH试纸测定溶液的试纸测定溶液的pHpH。4.4.能够进行有关能够进行有关pHpH的简单计算。的简单计算。【基础清单【基础清单】一、溶液的酸碱性与溶液中一、溶液的酸碱性与溶液中c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -)
2、)的关系的关系1.1.判断依据判断依据:c(H:c(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )的相对大小。的相对大小。2.2.具体关系具体关系: :(1)c(H(1)c(H+ +)_c(OH)_c(OH- -):):溶液呈中性。溶液呈中性。(2)c(H(2)c(H+ +)_c(OH)_c(OH- -):):溶液呈酸性。溶液呈酸性。(3)c(H(3)c(H+ +)_c(OH)_c(OH- -):):溶液呈碱性。溶液呈碱性。= = 1)11010-7-7molmolL L-1-1,pH_7,pH_7,溶液呈溶液呈_性性; ;(3)c(H(3)c(H+ +)1)11010-7-7molmolL
3、L-1-1,pH_7,pH_7,溶液呈溶液呈_性。性。= =中中 碱碱3.pH3.pH的测量的测量: :(1)(1)定性测量定性测量: :酸碱指示剂酸碱指示剂。紫色石蕊试液紫色石蕊试液, ,遇酸变遇酸变_,_,遇碱变遇碱变_。无色酚酞遇碱变无色酚酞遇碱变_。(2)(2)定量测量定量测量: :广范广范pHpH试纸试纸: :其其pHpH测量范围是测量范围是1 11414。精密精密pHpH试纸试纸: :测量精度高测量精度高, ,但测量范围较窄。但测量范围较窄。pHpH计计:pH:pH计又叫酸度计计又叫酸度计, ,精确度高精确度高, ,可以直接从仪器上读出溶可以直接从仪器上读出溶液的液的pHpH。红红
4、蓝蓝红红【思考辨析【思考辨析】1.1.判断正误判断正误: :(1)c(H(1)c(H+ +) )很小的溶液一定显碱性。很小的溶液一定显碱性。( )( )分析分析: :判断溶液酸碱性判断溶液酸碱性, ,依据是溶液中依据是溶液中c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )的相对大小的相对大小, ,若若c(OHc(OH- -)c(H)c(H)c(H+ +),),则溶液呈碱性。则溶液呈碱性。(2)pH=14(2)pH=14的溶液的溶液, ,碱性最强。碱性最强。( )( )分析分析: :因为因为pHpH的使用范围仅为的使用范围仅为1 114,14,即为稀溶液即为稀溶液( (离子浓度离子浓度1
5、mol1molL L-1-1),),当当c(Hc(H+ +) )或或c(OHc(OH- -) )大于大于1mol1molL L-1-1时用浓度表示时用浓度表示, ,酸酸( (碱碱) )性更强。性更强。(3)(3)用用pHpH试纸测定某溶液的试纸测定某溶液的pHpH时时, ,不能先用水润湿不能先用水润湿pHpH试纸。试纸。( ( ) )分析分析: :若若pHpH试纸先用水润湿试纸先用水润湿, ,则相当于将溶液稀释了则相当于将溶液稀释了, ,可以降低可以降低溶液中溶液中c(OHc(OH- -) )或或c(Hc(H+ +),),可能造成误差。可能造成误差。(4)pH=5(4)pH=5的稀盐酸加水稀释
6、的稀盐酸加水稀释1 0001 000倍后溶液的倍后溶液的pHpH为为8 8。( )( )分析分析: :酸无限稀释仍然呈酸性酸无限稀释仍然呈酸性, ,即即pHpH无限接近于无限接近于7,7,但仍小于但仍小于7,7,所所以在计算时要考虑水提供的以在计算时要考虑水提供的H H+ +(OH(OH- -) )的贡献的贡献, ,否则易出错。否则易出错。2.2.问题思考问题思考: :(1)(1)在某稀溶液中在某稀溶液中,c(H,c(H+ +)=10)=10-7-7molmolL L-1-1, ,则该溶液一定呈中性吗则该溶液一定呈中性吗? ?分析分析: :不一定。判断溶液酸碱性的标准是比较不一定。判断溶液酸碱
7、性的标准是比较c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )的的相对大小。相对大小。100100时时, ,中性溶液中中性溶液中c(Hc(H+ +) )约为约为1010-6-6molmolL L-1-1, ,所以此所以此时若时若c(Hc(H+ +)=10)=10-7-7molmolL L-1-1, ,溶液呈碱性。溶液呈碱性。(2)(2)能否用能否用pHpH试纸测氯水的试纸测氯水的pH?pH?分析分析: :氯水中含有的次氯酸具有漂白性氯水中含有的次氯酸具有漂白性, ,可将可将pHpH试纸漂白试纸漂白, ,所以所以不能用不能用pHpH试纸测氯水的试纸测氯水的pH,pH,应用酸度计。应用酸度
8、计。【知识链接【知识链接】酸碱指示剂酸碱指示剂一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱, ,它们在溶液中能部分它们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和电离成指示剂的离子和H H+ +( (或或OHOH- -),),并且由于结构上的变化并且由于结构上的变化, ,它们它们的分子和离子具有不同的颜色的分子和离子具有不同的颜色, ,因而在因而在pHpH不同的溶液中呈现不不同的溶液中呈现不同的颜色。同的颜色。pHpH试纸的使用方法试纸的使用方法检验溶液的酸碱度检验溶液的酸碱度: :取一小块试纸在表面皿或玻璃片上取一小块试纸在表面皿或玻璃片上, ,用洁净用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测
9、液点滴于试纸的中部干燥的玻璃棒蘸取待测液点滴于试纸的中部, ,观察变化稳定后观察变化稳定后的颜色的颜色, ,与标准比色卡对比与标准比色卡对比, ,判断溶液的性质。判断溶液的性质。精密精密pHpH试纸试纸精密试纸是按测量区间分的精密试纸是按测量区间分的, ,有有0.50.55.0,0.15.0,0.11.2,0.81.2,0.82.42.4等。超过测量的范围等。超过测量的范围, ,精密精密pHpH试纸就无效了。可以先用广范试试纸就无效了。可以先用广范试纸大致测出酸碱性纸大致测出酸碱性, ,再用精密试纸进行精确测量。精密再用精密试纸进行精确测量。精密pHpH试纸试纸按测量精度可分按测量精度可分0.
10、20.2级、级、0.10.1级、级、0.010.01级或更高精度。级或更高精度。一、溶液一、溶液pHpH的计算的计算1.1.单一溶液单一溶液pHpH的计算的计算: :(1)(1)强酸溶液强酸溶液, ,如如H Hn nA A。设。设c(Hc(Hn nA A) )为为cmolcmolL L-1-1, ,则则c(Hc(H+ +)=ncmol)=ncmolL L-1-1, ,pH=-lgc(HpH=-lgc(H+ +)=-lgnc)=-lgnc。(2)(2)强碱溶液强碱溶液, ,如如B(OH)B(OH)n n。设。设cB(OH)cB(OH)n n 为为cmolcmolL L-1-1, ,则则c(Hc(
11、H+ +)= )= mol molL L-1-1,pH=-lgc(H,pH=-lgc(H+ +)=14+lgnc)=14+lgnc。2.2.溶液稀释后溶液稀释后pHpH的计算的计算: :(1)(1)强酸强碱溶液稀释后的强酸强碱溶液稀释后的pHpH的计算的计算: :强酸强酸: :若把已知若把已知pH=apH=a的强酸加水稀释的强酸加水稀释1010n n倍倍, ,则则pH=a+npH=a+n777。说明说明: :酸、碱若无限稀释酸、碱若无限稀释, ,其其pHpH只能接近只能接近7 7。(2)(2)弱酸弱碱溶液稀释后溶液弱酸弱碱溶液稀释后溶液pHpH变化变化的分析的分析: :若把已知浓度的弱酸或弱碱
12、溶液稀释若把已知浓度的弱酸或弱碱溶液稀释1010n n倍倍, ,则弱酸的则弱酸的pHpH小于小于相同条件下强酸稀释相同条件下强酸稀释1010n n倍的倍的pH,pH,弱碱的弱碱的pHpH大于相同条件下强碱大于相同条件下强碱稀释稀释1010n n倍的倍的pHpH。对于对于pH=apH=a的弱酸溶液的弱酸溶液, ,每稀释每稀释1010n n倍倍, ,弱酸的弱酸的pHpH范围是范围是apHapHa+na+n。对于对于pH=bpH=b的弱碱溶液的弱碱溶液, ,每稀释每稀释1010n n倍倍, ,弱碱的弱碱的pHpH范围是范围是b-nb-npHbpH ”“”“ ”或或“= =”),),其理由是其理由是_
13、 。若将此温度下若将此温度下pH=11pH=11的氢氧化钠溶液的氢氧化钠溶液aLaL与与pH=1pH=1的稀硫酸的稀硫酸bLbL混合混合, ,设混合后溶液体积的微小变化忽略不计设混合后溶液体积的微小变化忽略不计, ,试计算以下不同情况试计算以下不同情况时两种溶液的体积比。时两种溶液的体积比。(1)(1)若所得混合溶液为中性若所得混合溶液为中性, ,则则abab= = 。(2)(2)若所得混合液的若所得混合液的pH=2,pH=2,则则abab= = 。【解题指南【解题指南】解答本题应注意以下两点解答本题应注意以下两点: :(1)(1)碱性溶液由碱性溶液由pHpH推算推算c(OHc(OH- -)
14、)时应该注意时应该注意KW W的取值的取值; ;(2)(2)酸碱溶液混合时酸碱溶液混合时pHpH计算应先分析混合溶液的酸碱性。计算应先分析混合溶液的酸碱性。【解析【解析】温度温度t t时水时水pH=6.5,pH=6.5,则该温度时水的离子积为则该温度时水的离子积为KW W=1=11010-13-13molmol2 2L L-2-2, ,室温时水的室温时水的KW W=1=11010-14-14molmol2 2L L-2-2125t25。氢氧化钠溶液中。氢氧化钠溶液中,c(OH,c(OH- -)=)=1010-2-2molmolL L-1-1, ,则则n(OHn(OH- -)=aL)=aL101
15、0-2-2molmolL L-1-1=0.01amol=0.01amol。稀硫酸。稀硫酸中中,n(H,n(H+ +)=bL)=bL1010-1-1molmolL L-1-1=0.1bmol=0.1bmol。(1)(1)所得混合液为中性所得混合液为中性, ,即即n(Hn(H+ +)=n(OH)=n(OH- -),),故故0.1bmol=0.01amol,0.1bmol=0.01amol,得得abab=101=101。(2)(2)所得混合液的所得混合液的pH=2,pH=2,即酸过量即酸过量, ,由由n(Hn(H+ +)-n(OH)-n(OH- -)/(aL+bL)/(aL+bL) )=c(H=c(
16、H+ +) )进行计算进行计算, ,故故(0.1b-0.01a)mol/(aL+bL)=10(0.1b-0.01a)mol/(aL+bL)=10-2-2molmolL L-1-1, ,解得解得abab=92=92。答案答案: : 水的电离过程是吸热的水的电离过程是吸热的, ,升高温度升高温度, ,电离平衡正向移电离平衡正向移动动, ,KW W增大增大, ,则则t25t25(1)101(1)101(2)92(2)92【名师点评【名师点评】讲解本题时应注意以下两点讲解本题时应注意以下两点: :(1)(1)本题的讲解重点是酸碱溶液混合计算本题的讲解重点是酸碱溶液混合计算pHpH时有关溶液中时有关溶液
17、中c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )与与pHpH的相互转化及酸碱溶液混合的实质的相互转化及酸碱溶液混合的实质H H+ +、OHOH- -的中的中和。和。(2)(2)本题的讲解难点是混合溶液的本题的讲解难点是混合溶液的pHpH与混合前酸中的与混合前酸中的H H+ +及碱溶液及碱溶液的的OHOH- -的关系的关系, ,明确指出酸碱混合有关明确指出酸碱混合有关pHpH的计算分为三种情况的计算分为三种情况: :恰恰好反应、酸过量、碱过量好反应、酸过量、碱过量, ,及各种情况下及各种情况下pHpH的计算公式。的计算公式。【互动探究【互动探究】(1)(1)温度温度t t下的下的pH=1
18、0pH=10的氢氧化钠溶液中的的氢氧化钠溶液中的c(OHc(OH- -) )为多少为多少? ?提示提示: :1 11010-3-3molmolL L-1-1。温度。温度t t下的下的pH=10pH=10的氢氧化钠溶液中的的氢氧化钠溶液中的c(Hc(H+ +)=1)=11010-10-10molmolL L-1-1,c(OH,c(OH- -)=)=KW W/c(H/c(H+ +)=1)=11010-13-13/1/11010-10-10= =1 11010-3-3molmolL L-1-1。(2)(2)若在若在2525时时, ,题中的酸碱混合呈中性时题中的酸碱混合呈中性时,ab,ab为多少。为多
19、少。提示提示: :2525时时, ,氢氧化钠溶液中氢氧化钠溶液中,c(OH,c(OH- -)=10)=10-3-3molmolL L-1-1, ,则则n(OHn(OH- -) )=aL=aL1010-3-3molmolL L-1-1=0.001amol=0.001amol。稀硫酸中。稀硫酸中,n(H,n(H+ +)=)=bLbL1010-1-1molmolL L-1-1=0.1bmol=0.1bmol。要使所得混合液为中性。要使所得混合液为中性, ,即即n(Hn(H+ +)=)=n(OHn(OH- -),),故故0.1bmol=0.001amol,0.1bmol=0.001amol,得得aba
20、b=1001=1001。【方法规律【方法规律】混合溶液混合溶液pHpH的计算技巧的计算技巧酸、碱混合不难算酸、碱混合不难算, ,酸按酸酸按酸, ,碱按碱碱按碱, ,同强混合在之间同强混合在之间, ,异强混合异强混合看过量看过量, ,无限稀释无限稀释7 7为限。为限。特别说明特别说明: :计算碱与碱混合溶液的计算碱与碱混合溶液的pH,pH,要根据要根据c(OHc(OH- -) )求出混合液求出混合液c(OHc(OH- -),),然后再转化成然后再转化成c(Hc(H+ +),),切不可直接根据碱液的切不可直接根据碱液的pHpH求混合溶求混合溶液的液的c(Hc(H+ +) )。【变式训练【变式训练】
21、(2013(2013宜春高二检测宜春高二检测) )常温下常温下, ,将将pH=1pH=1的硫酸溶的硫酸溶液平均分成两等份液平均分成两等份, ,一份加入适量水一份加入适量水, ,另一份加入与该硫酸溶液另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液, ,两者两者pHpH都升高了都升高了1,1,则加入则加入的水和氢氧化钠溶液的体积比为的水和氢氧化钠溶液的体积比为( () )A.51A.51B.61B.61C.101 D.111C.101 D.111【解析【解析】选选B B。将。将pH=1pH=1的硫酸溶液加入适量水稀释至的硫酸溶液加入适量水稀释至pH=2,pH=2
22、,即即1010-2-2= ,= ,故故V(V(水水)=9V(H)=9V(H2 2SOSO4 4););若将若将pH=1pH=1的的硫酸溶液加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液硫酸溶液加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液, ,则则1010-2-2= ,= ,故故V(NaOHV(NaOH)=)= V(H V(H2 2SOSO4 4),),故故V(V(水水)V(NaOH)V(NaOH)=61)=61。类型二类型二 相同浓度或相同浓度或pHpH的强酸和弱酸的比较的强酸和弱酸的比较【典例【典例】(2014(2014金华高二检测金华高二检测) )某温度下某温度下, ,相同相同pHpH的
23、盐酸和醋的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释酸溶液分别加水稀释, ,平衡时平衡时pHpH随溶液体积变化的曲线如图所随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是示。据图判断正确的是( () )A.A.为盐酸稀释时为盐酸稀释时pHpH变化曲线变化曲线B.bB.b点溶液的导电性比点溶液的导电性比c c点溶液的导电性强点溶液的导电性强C.aC.a点点KW W的数值比的数值比c c点点KW W的数值大的数值大D.bD.b点酸的总浓度大于点酸的总浓度大于a a点酸的总浓度点酸的总浓度【解题指南【解题指南】解答本题要注意以下两点解答本题要注意以下两点: :(1)(1)KW W只与温度有关只与温度有关, ,与浓度、
24、电解质本性无关。与浓度、电解质本性无关。(2)pH(2)pH相同的强、弱酸相同的强、弱酸, ,弱酸的物质的量浓度大于强酸的物质的弱酸的物质的量浓度大于强酸的物质的量浓度。量浓度。【解析【解析】选选B B。本题考查了弱电解质溶液稀释时有关量的变化。本题考查了弱电解质溶液稀释时有关量的变化与分析。醋酸是弱电解质与分析。醋酸是弱电解质, ,在醋酸溶液中存在如下电离平衡在醋酸溶液中存在如下电离平衡: :CHCH3 3COOH HCOOH H+ +CH+CH3 3COOCOO- -, ,加水稀释时电离平衡应正向移动加水稀释时电离平衡应正向移动, ,溶液溶液中的中的c(Hc(H+ +) )减小的幅度小减小
25、的幅度小, ,而而HClHCl属于强电解质属于强电解质, ,在水溶液中完全在水溶液中完全电离电离, ,加水稀释时加水稀释时, ,溶液中的溶液中的n(Hn(H+ +) )不变不变, ,所以所以c(Hc(H+ +) )减小的幅度减小的幅度大大, ,即即、分别为盐酸和醋酸稀释时分别为盐酸和醋酸稀释时pHpH变化曲线变化曲线,A,A选项错误选项错误; ;溶液中自由移动的离子浓度越大溶液中自由移动的离子浓度越大, ,溶液的导电能力越强溶液的导电能力越强,c,c点的点的pHpH比比b b点的大点的大,c(H,c(H+ +) )小小, ,导电性弱导电性弱,B,B选项正确选项正确; ;在温度一定时在温度一定时
26、, ,任任何稀的水溶液中的何稀的水溶液中的KW W都是一个常数都是一个常数,C,C选项错误选项错误; ;由于醋酸是弱由于醋酸是弱酸酸, ,相同相同pHpH的醋酸和盐酸的醋酸和盐酸, ,醋酸的浓度比盐酸的浓度大得多醋酸的浓度比盐酸的浓度大得多, ,稀稀释时虽然醋酸的电离程度增大释时虽然醋酸的电离程度增大, ,但是电离程度仍然很小但是电离程度仍然很小, ,此时醋此时醋酸的浓度仍然比盐酸的浓度大得多酸的浓度仍然比盐酸的浓度大得多,D,D项错误。项错误。【互动探究【互动探究】(1)(1)若将若将【典例【典例】中的盐酸中的盐酸和醋酸分别改为氢氧化钠和氨水和醋酸分别改为氢氧化钠和氨水, ,请请画出其平衡画
27、出其平衡pHpH随溶液体积变化的曲线图。随溶液体积变化的曲线图。提示提示: : (2)(2)若将若将【典例【典例】改为分别改为分别加水稀释后再达到相同的加水稀释后再达到相同的pH,pH,则两者则两者加水的量相同吗加水的量相同吗? ?若不同若不同, ,哪种溶液加水的量多哪种溶液加水的量多? ?提示提示: :不同。可在起点的上方画一条平行于横坐标的直线不同。可在起点的上方画一条平行于横坐标的直线, ,该直该直线先与线先与相交相交, ,后与后与相交相交, ,说明当加水稀释后再达到相同的说明当加水稀释后再达到相同的pHpH时时, ,醋酸溶液加水的量多。醋酸溶液加水的量多。【误区警示【误区警示】易忽略易
28、忽略KW W其实相当于一个平衡常数其实相当于一个平衡常数, ,其大小只与其大小只与温度有关温度有关, ,与浓度和水溶液中的电解质种类无关。与浓度和水溶液中的电解质种类无关。【变式训练【变式训练】下列叙述正确的是下列叙述正确的是( () )A.A.某醋酸溶液的某醋酸溶液的pH=a,pH=a,将此溶液稀释将此溶液稀释1 1倍后倍后, ,溶液的溶液的pH=b,pH=b,则则ababB.B.在滴有酚酞溶液的氨水中在滴有酚酞溶液的氨水中, ,加入加入NHNH4 4ClCl至溶液恰好无色至溶液恰好无色, ,则此时则此时溶液的溶液的pH7pH7C.1.0C.1.01010-3-3molmolL L-1-1盐
29、酸的盐酸的pH=3.0,1.0pH=3.0,1.01010-8-8molmolL L-1-1盐酸的盐酸的pH=8.0pH=8.0D.D.若若1mL pH=11mL pH=1的盐酸与的盐酸与100mL NaOH100mL NaOH溶液混合后溶液混合后, ,溶液的溶液的pH=7,pH=7,则则NaOHNaOH溶液的溶液的pH=11pH=11【解析【解析】选选D D。醋酸加水稀释时。醋酸加水稀释时, ,酸性减弱酸性减弱,pH,pH增大增大,A,A项错误项错误; ;酚酚酞的变色范围为酞的变色范围为8.28.210.0,10.0,当当pH8.2pH8.2时溶液呈现无色时溶液呈现无色,B,B项错项错误误;
30、C;C项中项中1.01.01010-8-8molmolL L-1-1盐酸溶液显酸性盐酸溶液显酸性, ,其其pH7,CpH8pH8。(3)(3)你认为丙同学的结论正确吗你认为丙同学的结论正确吗? ?提示提示: :不正确。溶液先变红是因为过氧化钠与水反应生成氢氧不正确。溶液先变红是因为过氧化钠与水反应生成氢氧化钠化钠, ,后变为无色是因为过氧化钠具有漂白性后变为无色是因为过氧化钠具有漂白性, ,溶液仍呈碱性。溶液仍呈碱性。(4)(4)你知道丁同学得出结论的依据是什么吗你知道丁同学得出结论的依据是什么吗? ?提示提示: :碱溶液无论稀释多少倍碱溶液无论稀释多少倍, ,碱溶液的碱溶液的pHpH不能等于
31、或小于不能等于或小于7,7,只只能趋近于能趋近于7 7。(5)(5)戊、己两同学的做法中戊、己两同学的做法中, ,正确的是哪个正确的是哪个? ?为什么为什么? ?提示提示: :己正确。碱溶液中的己正确。碱溶液中的H H+ +是由是由H H2 2O O电离的电离的, ,溶液混合过程中溶液混合过程中H H2 2O O的电离发生变化的电离发生变化, ,混合前后溶液中混合前后溶液中H H+ +的物质的量不守恒的物质的量不守恒, ,而碱而碱溶液中的溶液中的OHOH- -主要是碱电离的主要是碱电离的, ,混合前后溶液中混合前后溶液中OHOH- -的物质的量守的物质的量守恒恒, ,故碱性溶液混合计算故碱性溶液混合计算pHpH时时, ,应先计算应先计算c(OHc(OH- -),),再由再由K KW W求出求出c(Hc(H+ +),),计算计算pHpH。
