溶液的酸堿性與PH 課件 2023-2024學(xué)年高二上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）選擇性必修1

課時2溶液的PH第二節(jié)

水的電離和溶液的PH

01學(xué)習(xí)目標(biāo)

CONTENTpH與c(H＋)的關(guān)系02PH的測定03溶液中pH的計算初中化學(xué)中，我們用pH表示溶液的酸堿度，那么，pH與c(H+)又有什么關(guān)系呢？堿性溶液：c(H＋)

c(OH－)中性溶液：c(H＋)

c(OH－)＝酸性溶液：c(H＋)

c(OH－)c(H＋)

1.0×10－7mol/L

c(OH－)

1.0×10－7mol/L＞＜c(H＋)

1.0×10－7mol/Lc(OH－)

1.0×10－7mol/L＜＜＞c(H＋)

1.0×10－7mol/L

c(OH－)

1.0×10－7mol/L==＞溶液的酸堿性取決于c(H＋)和

c(OH－)相對大小常溫下與1.0×10－7mol/L有關(guān)Kw=1×10-14（25℃）一、溶液酸堿性與pH關(guān)系【學(xué)習(xí)任務(wù)一】溶液的酸堿性如何通過溶液中的c(H+)或者c(OH-)計算溶液的pH與呢？“pH”是由丹麥化學(xué)家彼得·索侖森1909年提出的。索倫森在20世紀(jì)初是嘉士伯實驗室的主任，這個實驗室是由著名啤酒公司建立的，旨在推進(jìn)釀造科學(xué)。在釀造階段要化驗啤酒中所含H+濃度。每次化驗結(jié)果都要記錄許多個零，很麻煩。經(jīng)過長期潛心研究，他發(fā)現(xiàn)用H+濃度的負(fù)對數(shù)來表示酸堿性非常方便，并把它稱為溶液的pH（p代表德語Potenz，意思是濃度，H代表H+）。就這樣“pH”成為表述溶液酸堿度的一種重要數(shù)據(jù)?！究茖W(xué)史話】pH=-lgc(H+)顯然，對于c(H+)和c(OH-)都較小的稀溶液(<1mol/L)，用pH表示其酸堿度比直接用c(H+)或c(OH-)表示要方便例如：25℃c(H+)=1×10-7mol/L的中性溶液，pH＝-lg10-7＝7pH＝-lgc(H+)溶液的酸堿性與pHpH是c(H+)的負(fù)對數(shù)c(H+)=1×10-9mol/L的堿性溶液，pH＝-lg10-9＝9c(H+)=1×10-5mol/L的酸性溶液，pH＝-lg10-5＝5中性溶液的pH＝7

堿性溶液的pH>7酸性溶液的pH<7中性酸性堿性[H+]mol/LpH10010-110-210-310-1410-410-1310-1110-1210-1010-910-810-510-610-701234578910111213146室溫下水溶液中pH、c(H+)與酸堿性的關(guān)系室溫下pH=7，c(H+)=c(OH－)，溶液顯中性；pH<7，c(H+)>c(OH－)，溶液顯酸性；pH>7，c(H+)<c(OH－)，溶液顯堿性。【學(xué)習(xí)任務(wù)一】溶液的酸堿性0≤pH≤1410－14≤c(H＋)≤1思考：pH=7的溶液一定呈中性嗎?【學(xué)習(xí)任務(wù)一】PH計算pH＝－lgc(H＋)2131、單一溶液的PH計算強(qiáng)酸或強(qiáng)堿pH的計算強(qiáng)酸：c(酸)電離c(H+)－lgpH強(qiáng)堿：c(堿)c(OH－)Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH電離一、單一酸或堿溶液pH的計算(2)強(qiáng)堿溶液[以cmol·L－1的B(OH)n溶液為例]c(OH－)＝

mol·L－1c(H＋)＝

，pH＝－lgc(H＋)＝______

nc

－lgnc

nc

(1)強(qiáng)酸溶液(以cmol·L－1的HnA溶液為例)c(H＋)＝

mol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝

。2．強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液

一、單一酸或堿溶液pH的計算3．弱酸或弱堿溶液

（1）弱酸HA溶液(濃度為cmol·L-1，電離常數(shù)為Ka)HAH++A-Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)c(H+)=mol·L-1pH＝-lgc(H＋)＝

-lg(Ka·c)12一、單一酸或堿溶液pH的計算3．弱酸或弱堿溶液

（2）弱酸BOH溶液(濃度為cmol·L-1，電離常數(shù)為Kb)BOHB++OH-Kb=c(B+)·c(OH-)c(BOH)

c(H＋)＝Kwc(OH-)=_________mol·L-1(Kb·c)Kw?pH＝-lgc(H＋)＝

14+lg(Kb·c)12c(OH-)=mol·L-1一、單一酸或堿溶液pH的計算解：pH=-lgc（H+）=5已知CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝2×10－5,計算濃度為0.5mol/L的醋酸溶液的pH。Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)c(H+)=mol·L-1=0.5×2×10－5=10-5mol/LCH3COOHCH3COO-+H+一、單一酸或堿溶液pH的計算課堂檢測按照要求填空：（1）常溫下，0.05mol·L－1的硫酸溶液的pH＝____________。（2）常溫下，0.001mol·L－1的氫氧化鉀溶液的pH＝_________。（3）常溫下，pH＝12的Ba(OH)2的濃度是________mol·L－1。（4）已知CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝2×10－5，0.1mol/L的CH3COOH溶液，pH＝________。（已知：lg2=0.3）1110.0052.85【學(xué)習(xí)任務(wù)一】PH計算2、混合溶液的PH計算pH＝－lgc(H＋)例2、pH＝2的鹽酸溶液和0.00005mol/L的硫酸溶液等體積混合，

試計算混合溶液的pH①強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合強(qiáng)酸Ⅰ：cⅠ電離c(H+)Ⅰ強(qiáng)酸Ⅱ：cⅡ電離c(H+)Ⅱc(H+)混合－lgpH

解：c(H+)Ⅰ＝0.01mol/L

c(H+)Ⅱ＝0.00005×2＝0.0001mol/Lc(H+)混合＝pH＝-lg0.005=2+lg2=2.3常用值lg2=0.3lg3=0.5lg5=0.7【學(xué)習(xí)任務(wù)一】PH計算2、混合溶液的PH計算pH＝－lgc(H＋)例3、10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合，計

算混合溶液的pH強(qiáng)堿Ⅰ：強(qiáng)堿Ⅱ：Kw－lgpOH14－pOHcⅠ電離c(OH—)ⅠcⅡ電離c(OH—)Ⅱ－lgpHc(OH—)c(H+)②強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合解：c(OH－)Ⅰ＝0.1c(OH－)Ⅱ＝0.05×2＝0.1c(OH－)混合＝c(H+)混合＝pH＝－lg10－13=13或pOH＝－lg0.1=1二、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計算兩種溶液等體積混合且pH相差大于等于2兩種強(qiáng)堿等體積混合，混合液pH＝pH大－lg2＝pH大－0.3兩種強(qiáng)酸等體積混合，混合液pH＝pH?。玪g2＝pH?。?.3【學(xué)習(xí)任務(wù)一】PH計算2、混合溶液的PH計算pH＝－lgc(H＋)例4、計算30mLpH=3的鹽酸溶液與20mLpH=11的氫氧化鈉溶

液反應(yīng)后溶液的pH③強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合首先判斷混合液呈酸性還是堿性pH=7a.恰好中和b.酸過量c.堿過量【學(xué)習(xí)任務(wù)一】PH計算2、混合溶液的PH計算pH＝－lgc(H＋)例4、計算30mLpH=3的鹽酸溶液與20mLpH=11的氫氧化鈉溶

液反應(yīng)后溶液的pH解：c(H+)＝10－3mol/Lc(OH－)＝10－3mol/L

pH=－lg2×10－4＝4－lg24．酸堿混合pH之和為14的問題

二、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計算（1）酸與堿的pH之和為14，等體積混合常溫時若強(qiáng)酸與強(qiáng)堿等體積，則pH=7若強(qiáng)酸與弱堿等體積，則pH>7若弱酸與強(qiáng)堿等體積，則pH<7酸和堿已電離出的H＋與OH－恰好中和，誰弱誰過量，中和后還能繼續(xù)電離。誰弱誰過量，誰過量顯誰性。二、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計算4．酸堿混合pH之和為14的問題

（2）等體積的強(qiáng)酸(pH1)和強(qiáng)堿(pH2)混合常溫時若pH1+pH2=14，則溶液呈中性，pH=7若pH1+pH2>14，則溶液呈堿性，pH>7若pH1+pH2<14，則溶液呈酸性，pH<725℃，pH=a的鹽酸與pH=b的NaOH溶液完全反應(yīng)，

【思考與交流】V1V2=10a+b-14強(qiáng)酸強(qiáng)堿a+b=14，V酸=V堿a+b>14，V酸大a+b<14，V堿大體積比：pH之和為14的強(qiáng)+弱混合，有弱剩弱顯弱性【問題探究三】變式3.1，判斷25℃時，下列溶液混合后溶液酸堿性7①pH=1的鹽酸與pH=13的NaOH溶液等體積混合②pH=1的鹽酸與pH=11的NaOH溶液等體積混合③pH=3的鹽酸與pH=13的NaOH溶液等體積混合④pH為12的NaOH溶液和pH為2的醋酸溶液等體積混合⑤pH為12的氨水和pH為2的鹽酸等體積混合中酸堿酸堿【問題探究三】變式3.2

7①25℃，pH=2的鹽酸與pH=12的NaOH溶液完全反應(yīng)，則鹽酸與NaOH溶液體積比為：

；②25℃，pH=2的鹽酸與pH=10的NaOH溶液混合至pH=7，則鹽酸與NaOH溶液體積比為：；③25℃，pH=4的鹽酸與pH=12的NaOH溶液完全反應(yīng)，則鹽酸與NaOH溶液體積比為：。1：11：102102：1【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化3.溶液稀釋后pH例：取1mLpH=3的硫酸溶液加水稀釋到100mL，溶液的pH變?yōu)槎嗌伲拷猓篶(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol/L×10-3L=10-5mol/L10-1L=n(H+)V[H2SO4(aq)]若上述溶液加水稀釋到體積為原來的1000倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌?？若稀釋到體積為原來的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?02103pH=6pH=8pH接近于773pHV水①強(qiáng)酸溶液的稀釋【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化3.溶液稀釋后pH②弱酸溶液的稀釋

常溫下，pH=4的CH3COOH溶液加水稀釋到原來的10倍，溶液的pH變?yōu)槎嗌?？CH3COOHCH3COO-+H+

稀釋，電離平衡正向移動,有補(bǔ)充電離。

c(H+)=10-4mol/L=10-5mol/L10稀釋10倍pH＜5無限稀釋，pH無限接近于7,但小于7＞結(jié)論：稀釋10倍pH變化（增大）＜174pHV水說明：弱酸（弱堿）在稀釋過程中有濃度的變化，又有電離平衡的移動，不能求得具體數(shù)值，只能確定其pH范圍。無限稀釋不變性7為限。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化加水稀釋相同的倍數(shù)醋酸的pH大強(qiáng)酸的pH變化程度大加水稀釋到相同的pH鹽酸加入的水多一強(qiáng)一弱(以強(qiáng)酸、弱酸為例)比較圖像題的分析方法①相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸加水稀釋，pH變化越陡越強(qiáng)【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化②相同體積、相同pH的鹽酸、醋酸pH=m時都加水稀釋10n倍，強(qiáng)酸pH=m+n弱酸m＜pH＜m+npH=m時加水稀釋相同的pH，醋酸加入的水多V1＜V2【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化3.溶液稀釋后pH①強(qiáng)堿溶液的稀釋解：稀釋前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀釋到體積為原來的1000倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌?？若稀釋到體積為原來的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?03pH=8pH=6pH接近于7原來的102稀釋后c(OH-)=稀釋后溶液的pH=

9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水無限稀釋不變性7為限例：取pH=11的NaOH溶液與水按1:99的體積比混合后，溶液的pH變?yōu)槎嗌?？【學(xué)習(xí)任務(wù)二】酸堿溶液稀釋時PH的變化結(jié)論：強(qiáng)酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏一個單位。強(qiáng)酸pH=a,加水稀釋10n倍后，pH=a+n;強(qiáng)堿pH=b,加水稀釋10n倍后，pH=b-n.結(jié)論：弱酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏不到一個單位；弱酸pH=a,加水稀釋10n倍后，a＜pH＜a+n;弱堿pH=b,加水稀釋10n倍后，b＞pH＞b-n.1.pH相等的酸或堿溶液稀釋后溶液pH的變化示意圖酸堿溶液稀釋時pH的變化圖像2.c相等的酸或堿溶液稀釋后溶液pH的變化示意圖無論是c相等還是pH相等，加水稀釋相同倍數(shù)pH變化大的都是強(qiáng)酸或強(qiáng)堿。三、溶液稀釋的pH計算4.pH與稀釋倍數(shù)的線性關(guān)系

③水的電離程度：d＞c＞a＝b①HY為強(qiáng)酸、HX為弱酸。②a、b兩點的溶液中：c(X－)＝c(Y－)。三、溶液稀釋的pH計算4.pH與稀釋倍數(shù)的線性關(guān)系

③水的電離程度：a＞b①MOH為強(qiáng)堿、ROH為弱堿。②c(ROH)＞c(MOH)。三、溶液稀釋的pH計算5．室溫下，有關(guān)pH計算結(jié)果一定正確的是①強(qiáng)酸pH=a，加水稀釋到10n倍，則pH=a+n②弱酸pH=a，加水稀釋到10n倍，則pH<a+n(a+n<7)③強(qiáng)堿pH=b，加水稀釋到10n倍，則pH=b?n④弱堿pH=b，加水稀釋到10n倍，則pH>b?n(b?n>7)A．①② B．②③ C．③④ D．②④【答案】D三、溶液稀釋的pH計算2、pH＝2的兩種弱酸HA、HB加水稀釋后，溶液pH隨加水量變化的曲線如下圖所示。則下列敘述正確的是(

)A．電離常數(shù)HA>HBB．等體積的HA和HB與等濃度的NaOH

反應(yīng)，HA消耗的NaOH多C．等體積的HA和HB與足量的Zn反應(yīng)，HA生成的氫氣多D．兩種酸的物質(zhì)的量濃度相同A新知探究三、pH的測定1、利用pH試紙測定(1)pH試紙分類廣泛pH試紙:精密pH試紙精度:讀整數(shù)精度:讀至小數(shù)點后1位新知探究三、pH的測定1、利用pH試紙測定取一小塊pH試紙放在干燥潔凈的玻璃片或表面皿上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取待測液點在試紙中央，當(dāng)試紙變色穩(wěn)定后立即與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，讀出pH。(2)pH試紙實驗操作步驟(3)pH試紙測得PH注意事項①不能用水濕潤②不能把PH試紙插入待測液③廣泛PH試紙讀數(shù)為整數(shù)④不能測有色溶液、漂白性、強(qiáng)氧化性溶液的PH新知探究pH計，又叫酸度計，可用來精密測量溶液的pH(讀至小數(shù)點后2位)，其量程為0～14。2、利用pH計測定三、pH的測定血液的正常pH范圍是7.35~7.45。大多數(shù)體液都要保持一個較小的pH變化范圍，如果pH變化超出范圍，就可能產(chǎn)生危害。血漿中H2CO3/HCO3-緩沖體系對穩(wěn)定體系的酸堿度發(fā)揮著重要作用。pH的應(yīng)用溶液的酸堿性與pH醫(yī)學(xué)上血液的pH是診斷疾病的一個重要參數(shù)H+(aq)+HCO3-(aq)H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l)當(dāng)體系中增加少量強(qiáng)酸時，平衡向正反應(yīng)方向移動而消耗H+

；當(dāng)增加少量強(qiáng)堿時，平衡向逆反應(yīng)方向移動而消耗OH-。由于HCO3-和H2CO3的濃度較大且可以調(diào)節(jié)，因此可以防止體系的pH出現(xiàn)較大幅度的變化。pH的應(yīng)用溶液的酸堿性與pH人體健康調(diào)節(jié)，如洗發(fā)時，護(hù)發(fā)素主要功能是調(diào)節(jié)頭發(fā)的pH使之達(dá)到適宜的酸堿度洗發(fā)水是堿性的，能夠洗去油污，但是對頭發(fā)有一定的傷害護(hù)發(fā)素是酸性的，和洗發(fā)水發(fā)生中和反應(yīng)，減少對頭發(fā)的傷害，起到護(hù)發(fā)的作用H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2OpH的應(yīng)用溶液的酸堿性與pH環(huán)保領(lǐng)域中酸性或堿性廢水常利用中和反應(yīng)進(jìn)行處理硫酸廠的污水中常含有硫酸等物質(zhì)，可以用熟石灰進(jìn)行中和處理適宜西瓜種植的土地酸堿度為5-7適宜高粱種植的土地酸堿度為5.5-7.5適宜蘆薈種植的土地酸堿度為6-7pH的應(yīng)用溶液的酸堿性與pH農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，調(diào)節(jié)土壤的pH，使其更適宜農(nóng)作物生長pH的應(yīng)用溶液的酸堿性與pH在科學(xué)實驗和工業(yè)生產(chǎn)中，溶液pH的控制常常是影響實驗結(jié)果或產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的一個重要因素血液唾液胃液膽汁尿液pH7.35～7.456.6～7.10.8～1.56.8～6.745.0～7.0【閱讀拓展1】人體某些體液的正常pH范圍【學(xué)習(xí)任務(wù)三】pH測定和調(diào)控的意義【閱讀拓展2】土壤的酸堿性直接影響植物的生長發(fā)育。例如浙江的“龍井茶”就只能產(chǎn)于微酸性的土壤中。如果酸性太強(qiáng)就無法正常生長。1．下列關(guān)于溶液的酸堿性，說法正確的是(

)A．pH＝7的溶液呈中性B．中性溶液中一定有c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1C．c(OH－)＝c(H＋)的溶液呈中性D．在100℃時，純水的pH<7，因此顯酸性答案C解析A項中運用pH判斷溶液的酸堿性時，用到了水的離子積常數(shù)，它與溫度有關(guān)，但A項未給出溫度，所以錯誤；在中性溶液中c(H＋)和c(OH－)一定相等，但并不一定等于1.0×10－7mol·L－1，所以B項錯誤，C項正確；100℃的純水中，雖然pH<7，但c(H＋)＝c(OH－)，還是呈中性，所以D錯誤。2．用pH試紙測定某無色溶液的pH，下列說法正確的是(

)A．將pH試紙放入溶液中，觀察其顏色變化并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照B．用廣泛pH試紙測得氯水的pH為2C．用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，觀察其顏色并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照D．用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取溶液，滴在濕潤的pH試紙上，測量的pH一定偏低答案C解析pH試紙直接浸入待測液，會污染溶液，A錯誤；氯水有強(qiáng)氧化性，pH試紙會被漂白，應(yīng)用pH計測定氯水的pH，B錯誤；測定溶液pH的正確操作方法為用干燥、潔凈的玻璃棒蘸取待測液滴到放在玻璃片或表面皿