2024-2025學(xué)年新教材高中化學(xué)第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡2.2溶液的酸堿性與pH學(xué)案新人教版選擇性必修1

PAGE13-溶液的酸堿性與pH【學(xué)法指導(dǎo)】1.相識溶液的酸堿性及pH。2.駕馭檢驗(yàn)溶液pH的方法。3.了解溶液的pH的計(jì)算及溶液稀釋時(shí)pH的改變規(guī)律。4.了解溶液pH的調(diào)控在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)探討中的應(yīng)用?！净A(chǔ)梳理】一、溶液的酸堿性與pH的關(guān)系1、推斷溶液酸堿性的依據(jù)不能用c(H+)等于多少來推斷溶液酸、堿性，只能通過的相對大小來推斷。2.溶液的酸堿性與H+、OH-濃度的關(guān)系對水電離平衡的影響

c(H+)mol/Lc(OH-)

mol/Lc(H+)與c(OH-)比較

溶液酸堿性

純水

HCl

NaOH

3.溶液的酸堿性與pH(1)溶液pH的定義：H+的物質(zhì)的量濃度的負(fù)對數(shù)。表達(dá)式為pH=。(2)溶液的酸堿性與pH的關(guān)系（25℃）①pH＜7，c(H+)＜10-7，溶液呈。②pH=7，c(H+)=10-7，溶液呈。③pH＞7，c(H+)＞10-7，溶液呈。pH越小，溶液的酸性越，堿性越，pH的適用范圍是。［微思索］pH=7的溶液肯定是中性溶液嗎？【典例1】正誤推斷。(1)25℃時(shí)，等物質(zhì)的量濃度的酸、堿溶液中，水的電離程度相同()(2)25℃時(shí)，水在同pH的H2SO4溶液和CH3COOH溶液中的電離程度不同()(3)某溫度下，某溶液中c(H+)=1×10-7mol/L，則該溶液肯定呈中性()(4)常溫下，某溶液由水電離出的c(OH-)=1×10-13mol/L，則該溶液可能呈酸性，也可能呈堿性()答案：×××√【典例2】下列溶液肯定顯酸性的是()A.H+含的溶液B.的溶液C.pH<7的溶液D.能與金屬Al反應(yīng)放出H2的溶液答案：B解析：溶液的酸堿性取決于溶液中c(H+)與c(OH-)的相對大?。粶囟任粗?，pH<7的溶液不肯定是酸性溶液；與Al反應(yīng)放出H2的溶液可能是酸性溶液，也可能是堿性溶液。?名師點(diǎn)撥1.在任何水溶液中，都存在H+與OH－，但不能大量共存。2.溶液呈酸性或堿性的本質(zhì)在于c(H+)與c(OH－)的相對大??；而不在于c(H+)或c(OH－)的肯定大小。在肯定溫度下，c(H+)與c(OH－)此增彼減，但Kw=c(H+)?c(OH－)始終不變。3.堿溶液中由水電離出的c水(H+)=Kw/c堿(OH－)（忽視水電離出的OH－的濃度）；同理，酸溶液中由水電離出的c水(OH－)=Kw/c酸(H+)(忽視水電離出的H+的濃度)。4.任何狀況下，均可依據(jù)溶液中c(H+)和c(OH－)的相對大小來推斷溶液的酸堿性。但只有在25℃時(shí)才能利用c(H+)與1.0×10-7mol/L的相對大小來推斷溶液的酸堿性。5.在分析c(H+)、pH與溶液的酸堿性的關(guān)系時(shí)，要留意溶液的溫度是否為常溫。6.溶液的pH范圍通常是0~14，對于c(H+)≤1mol/L或c(OH－)≤1mol/L的電解質(zhì)溶液，用pH表示其酸堿度比干脆運(yùn)用c(H+)或c(OH－)要便利。當(dāng)c(H+)或c(OH－)大于1mol/L時(shí)，則干脆用c(H+)或c(OH－)來表示溶液的酸堿度。二、溶液pH的測定方法1.酸堿指示劑法(只能粗略測定溶液的pH范圍，不能精確測定出pH的詳細(xì)值)甲基橙pH<3.13.1~4.4>4.4顏色紅色橙色黃色石蕊pH<5.05.0~8.0>8.0顏色紅色紫色藍(lán)色酚酞pH<8.28.2~10.0>10.0顏色無色淺紅色紅色速記紙條：甲石酚要記清，紅黃紅藍(lán)無色紅。三點(diǎn)一四點(diǎn)四，五八八十要分清。2.pH試紙法(1)種類：廣泛pH試紙的范圍為(最常用)或0~10，用廣泛pH試紙測定溶液的pH都為；精密pH試紙的pH范圍較窄，可以判別0.2或0.3的pH差值。(2)運(yùn)用方法：運(yùn)用時(shí)把一小片試紙放在或點(diǎn)滴板上，用干凈干燥的玻璃棒干脆蘸取少量待測液點(diǎn)在干燥的pH試紙上，半分鐘內(nèi)，與比照可確定溶液的pH?！镜淅?】用pH試紙測定某無色溶液的pH，正確的是()A.將pH試紙放入溶液中，視察其顏色改變并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照B.用廣泛pH試紙測得氯水的pH為2C.用干燥、干凈的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH試紙上，視察其顏色并與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比照D.用干燥、干凈的玻璃棒蘸取溶液，滴在潮濕的pH試紙上，測量的pH肯定偏低答案：C解析：pH試紙干脆浸入待測液，會污染溶液，A錯(cuò)誤；氯水有強(qiáng)氧化性pH試紙會被漂白，應(yīng)用pH計(jì)測定氯水的pH，B錯(cuò)誤；測定溶液pH的正確操作方法為用干燥、干凈的玻璃棒蘸取待測液滴到放在玻璃片或表面皿上的pH試紙上，顯色后，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡比較，C正確；潮濕的pH試紙測量的pH不肯定偏低，如用潮濕的pH試紙測量氯化鈉溶液的pH，測定結(jié)果不變，D錯(cuò)誤。三、pH的計(jì)算1.由水電離的c(H+)或c(OH－)的計(jì)算(25℃)(1)中性溶液c(H+)=c(OH－)=1.0×10-7mol/L。(2)溶質(zhì)為酸的溶液H+來源于酸的電離和水的電離，而OH－只來源于水的電離。如計(jì)算0.01mol/L鹽酸中由水電離出的c(H+)，需先求出溶液中的c(OH－)。Kw=c(H+)?c(OH－)，c(H+)=c酸(H+)+c水(H+)，由于酸電離產(chǎn)生的H+抑制了水的電離，因此c水(H+)<1×10-7mol/L，c水(H+)<c酸(H+)，c(H+)≈c酸(H+)，故c(OH－)=Kw/c(H+)=1×10-12mol/L，即0.01mo/L鹽酸中由水電離出的c水(H+)=c(OH－)=1×10-12mol/L。(3)溶質(zhì)為堿的溶液OH－來源于堿的電離和水的電離，而H+只來源于水的電離。如計(jì)算0.01mol/LNaOH中由水電離出的c(OH－)，需先求出溶液中的c(H+)。Kw=c(H+)?c(OH－)，c(OH－)=c堿(OH－)+c水(OH－)，由于堿電離產(chǎn)生的OH－抑制了水的電離，因此c水(OH－)<1×10-7mol/L，c水(OH－)<c堿(OH－)，c(OH－)≈c堿(OH－)，故c(H+)=Kw/c(OH－)=1×10-12mol/L，即0.01mo/LNaOH中由水電離出的c水(OH－)=c(H+)=1×10-12mol/L。2.溶液pH的計(jì)算(25℃)(1)單一溶液pH的計(jì)算步驟：①強(qiáng)酸溶液(HnA)設(shè)HnA的濃度為cmol/L，則c(H+)=ncmol/L，pH=②強(qiáng)堿溶液(B(OH)n)設(shè)B(OH)n的濃度為cmol/L，則c(OH－)=ncmol/L，pH=(2)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計(jì)算步驟：原則：“誰過量就先求誰”。①強(qiáng)酸混合②強(qiáng)堿混合③酸堿混合A.恰好完全反應(yīng)呈中性B.酸過量C.堿過量速記紙條：若pH之差≥2的兩種強(qiáng)酸等體積混合，pH=pH小+0.3；若pH之差≥2的兩種強(qiáng)堿等體積混合，pH=pH大﹣0.3【典例4】推斷下列溶液在常溫下的酸、堿性(在括號中填“酸性”、“堿性”或“中性”)。(1)相同濃度的HCl和NaOH溶液等體積混合。()(2)相同濃度的CH3COOH和NaOH溶液等體積混合。()(3)相同濃度的NH3·H2O和HCl溶液等體積混合。()(4)pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等體積混合。()(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等體積混合。()(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等體積混合()(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等體積混合()(8)pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等體積混合()答案：中性、堿性、酸性、中性、酸性、堿性、酸性、堿性3.酸或堿稀釋后溶液pH的計(jì)算類型稀釋10n倍無限稀釋強(qiáng)酸c(H+)減小為原來的，pH增大n個(gè)單位，pH=pH原+n＜7弱酸c(H+)減小的程度比強(qiáng)酸的小，pH增大不到n個(gè)單位，pH＜pH原+n＜7強(qiáng)堿c(OH－)減小為原來的，pH減小n個(gè)單位，pH=pH原﹣n＞7弱堿c(OH－)減小的程度比強(qiáng)堿的小，pH減小不到n個(gè)單位，pH＞pH原﹣n＞7【典例5】計(jì)算25℃時(shí)下列溶液的pH：(1)1mLpH＝2的H2SO4加水稀釋至100mL，pH＝________；(2)0.001mol/L的鹽酸，pH＝________；(3)0.01mol/L的NaOH溶液，pH＝________；(4)0.015mol/L的硫酸與0.01mol/L的NaOH等體積混合，混合溶液的pH＝________。答案(1)4(2)3(3)12(4)2解析(1)強(qiáng)酸稀釋100倍，pH改變2個(gè)單位，即稀釋后溶液的pH＝4；(2)c(H＋)＝10－3mol/L，pH＝3；(3)c(OH－)＝0.01mol/L，c(H＋)＝eq\f(10－14,10－2)mol/L＝10－12mol/L，pH＝－lg10－12＝12；(4)酸堿發(fā)生中和反應(yīng)時(shí)，酸過量，則c(H＋)＝eq\f(0.015×2V－0.01V,2V)＝0.01mol/L，pH＝－lg0.01＝2?！镜淅?】25℃時(shí)，將體積都為10mL、pH都等于3的醋酸溶液和鹽酸，分別加水稀釋到amL和bmL，測得稀釋后溶液的pH均為5，則稀釋時(shí)加入水的體積為()A. B. C. D.答案：D解析：HCl為強(qiáng)電解質(zhì)，HCl在水中完全電離；CH3COOH為弱電解質(zhì)，在水中部分電離，存在電離平衡。若a=b，稀釋后CH3COOH溶液的pH<5，若使CH3COOH溶液的pH=5，就必需接著加水稀釋，即a＞b?！镜淅?】常溫時(shí)，下列混合溶液的pH肯定小于7的是()A.pH=3的鹽酸和pH=1l的氨水等體積混合B.pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合C.pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等體積混合答案：C解析：A、D項(xiàng)中氨水過量，溶液呈堿性；B項(xiàng)中恰好完全反應(yīng)，溶液呈中性：C項(xiàng)中醋酸過量，溶液呈酸性?！镜淅?】如圖表示水中c(H+)和c(OH-)的關(guān)系，下列推斷錯(cuò)誤的是()A.兩條曲線間隨意點(diǎn)均有B.M區(qū)域內(nèi)隨意點(diǎn)均有C.圖中D.XZ線上隨意點(diǎn)均有pH=7答案：D解析：由水的離子積的定義知兩條曲線間隨意點(diǎn)均有，A項(xiàng)正確；由題圖知M區(qū)域內(nèi)隨意點(diǎn)均有，B項(xiàng)正確；溫度越高，水的電離程度越大，電離出的與越大，所以，C項(xiàng)正確；XZ線上隨意點(diǎn)都有，只有當(dāng)時(shí)，pH=7，D項(xiàng)錯(cuò)誤。四、測定pH的意義1.人體各種體液的pH都要維持在肯定的范圍。如血液的的pH值：pH＜7.2pH=7.35~7.45pH＞7.5引起酸中毒正常引起堿中毒血液的pH是診斷疾病的一個(gè)重要參數(shù)，利用藥物限制血液的pH是協(xié)助治療的重要手段之一。2.廢水處理。酸性或堿性廢水的處理經(jīng)常利用中和反應(yīng)，在中和過程中可用pH自動測定儀進(jìn)行檢測和限制。3.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。土壤的pH影響植物對不同形態(tài)養(yǎng)分的汲取劑養(yǎng)分的有效性，各種作物生長都對土壤的pH范圍有肯定的要求?！菊n后練習(xí)】1.在25℃時(shí)，某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的。下列有關(guān)該溶液的敘述正確的是()A.該溶液肯定呈酸性B.該溶液中可能等于C.該溶液的pH可能為4，也可能為10D.該溶液有可能呈中性2.某溫度下，pH=2的A、B兩種酸溶液各1mL，分別加水稀釋到1000mL，其中pH與溶液體積的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A.A、B兩酸溶液的物質(zhì)的量濃度肯定相等B.稀釋后，A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性強(qiáng)C.時(shí)，A是強(qiáng)酸，B是弱酸D.肯定有關(guān)系：3.25℃，將100mL0.14mol/LNaOH溶液與100mL0.06mol/L硫酸溶液混合，所得200mL混合溶液的pH為()A.12 B.12.3 C.13 D.144.已知在100℃時(shí)，水的離子積（本題涉及的溶液溫度均為100℃）。下列說法中正確的是()A.的硫酸溶液，pH=2B.的氫氧化鈉溶液，pH=11C.的硫酸溶液與的氫氧化鈉溶液等體積混合混合溶液的pH為6，溶液顯酸性D.完全中和pH=3的硫酸溶液50mL，須要pH=10的NaOH溶液5mL5.某溫度下，重水的離子積常數(shù)為，若用定義pH一樣來規(guī)定，則在該溫度下，下列敘述正確的是()A.純凈的重水中，pD=7B.0.01molDCl溶于重水形成1L溶液，其pD=2C.0.01molNaOD溶于重水形成1L溶液，其pD>12D.純凈的重水中，6.有人曾建議用AG表示溶液的酸度，AG=。下列表述正確的是()A.在25℃時(shí)，若溶液呈中性，則pH=7，AG=1B.在25℃時(shí)，若溶液呈酸性，則pH<7，AG<0C.在25℃時(shí)，若溶液呈堿性，則pH>7，AC>0D.在25℃時(shí)，溶液的pH與AG的換算公式為AG=2×（7-pH）7.pH=3的兩種一元酸HX和HY溶液，分別取50mL加入足量的鎂粉，充分反應(yīng)后，收集到的體積分別為和，若，則下列說法正確的是()A.HX可能是強(qiáng)酸B.HY肯定是強(qiáng)酸C.HX的酸性強(qiáng)于HY的酸性D.反應(yīng)起先時(shí)二者生成的速率相等8.下列說法不正確的是()A.常溫下，將1mLpH=4的鹽酸稀釋至100mL后，pH等于6B.常溫下，pH均為3的醋酸和硝酸溶液，醋酸的濃度大于硝酸的濃度C.常溫下，pH為1的硝酸溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液，恰好完全中和D.常溫下，若的NaOH溶液與的HA溶液混合后顯中性，則9.25℃時(shí)的三種溶液：①pH=2的醋酸溶液；②pH=2的硫酸溶液；③pH=12的氫氧化鈉溶液。下列有關(guān)說法正確的是()A.將①溶液用蒸餾水稀釋，使體積變?yōu)樵瓉淼?00倍，所得溶液的pH變?yōu)?B.①與②兩溶液溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度相等C.②溶液和③溶液混合（混合后溶液的體積改變忽視不計(jì)），若混合后溶液pH=3，則D.①與③兩溶液等體積混合（混合后溶液的體積改變忽視不計(jì)），混合液的pH=710.常溫下，濃度均為1mol/L的HX溶液、HY溶液，分別加水稀釋。稀釋后溶液的pH隨濃度的改變?nèi)鐖D所示，下列敘述正確的是()A.HX是強(qiáng)酸，溶液每稀釋至原體積的10倍，pH始終增大1B.常溫下HY的電離常數(shù)為C.溶液中水的電離程度：a點(diǎn)大于b點(diǎn)D.消耗同濃度NaOH溶液的體積：a點(diǎn)大于b點(diǎn)11.現(xiàn)有常溫時(shí)pH=1的某強(qiáng)酸溶液10mL，下列操作能使溶液的pH變成2的是()A.加入10mL0.08mol/L的NaOH溶液（混合后溶液的體積改變忽視不計(jì)）B.加入100mL水進(jìn)行稀釋C.加水稀釋成1LD.加入10mL0.01mol/L的鹽酸12.在25℃時(shí)，有pH為的HCl溶液和pH為的NaOH溶液，取該HCl溶液用該NaOH溶液中和，需NaOH溶液。請回答下列問題：（1）若，則=。（2）若，則=。（3）若，則=，且（填“>”“<”或“=”）。答案及解析1.答案：C解析：25℃時(shí)，某稀溶液中由水電離產(chǎn)生的<，說明水的電離受到抑制，溶液可能呈酸性，也可能呈堿性，A、D錯(cuò)誤。假如該溶液呈酸性，該溶液中，溶液的pH=4；假如該溶液呈堿性，溶液中，則溶液的pH=10，B錯(cuò)誤、C正確。2.答案：C解析：由題圖可以看出稀釋過程中兩種酸溶液的pH增大程度不同，說明兩種酸的酸性強(qiáng)弱不同，故pH=2的兩種酸溶液的濃度肯定不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由題圖知，稀釋后A溶液的pH大于B溶液的pH，則A中小于B中，此時(shí)A溶液的酸性比B溶液的酸性弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；時(shí)，pH=2的A酸溶液稀釋至原體積的1000倍，pH增加3，故A肯定是強(qiáng)酸，pH=2的B酸溶液原體積的1000倍后，pH<5，說明B溶液中存在電離平衡，則B是弱酸，C項(xiàng)正確；若A、B都是弱酸，稀釋至原體積的1000倍后，A、B溶液的pH均要增大，而增加的值均小于3，有，若A是強(qiáng)酸，則，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.答案：A解析：兩溶液混合后過量，反應(yīng)后，依據(jù)25℃，水的離子積常數(shù)可得，溶液中氫離子濃度為，該溶液的pH=12。4.答案：D解析：硫酸溶液中，則溶液的pH<2，A錯(cuò)誤；NaOH溶液中，該溶液中，溶液的pH=9，B錯(cuò)誤；100℃，水的離子積，則純水中，該溫度下pH=6的溶液呈中性，C錯(cuò)誤；pH=10的NaOH溶液中，酸堿恰好中和時(shí)酸溶液中等于堿溶液夜中，pH=3的硫酸溶液中，堿溶液中是酸溶液中的10倍，則堿溶液的體積是酸溶液的體積的，D正確。5.答案：BC解析：該溫度下，，所以pD>7，A錯(cuò)誤；，則，pD=2，B正確；，則該溫度下，，pD>12，C正確；該溫度下重水的離子積常數(shù)為，D錯(cuò)誤。6.答案：D解析：若溶液呈中性，則，，AG=0；若溶液呈酸性，，，AG>0；若溶液呈堿性，，，AG<0；AG=，又，在25℃時(shí)，整理得AG=2×（7-pH），D項(xiàng)正確。7.答案：D解析：依據(jù)題意Mg粉足量，酸不足，應(yīng)依據(jù)酸的物質(zhì)的量來計(jì)算的體積，由知，pH相等時(shí)，HX的物質(zhì)的量濃度比HY的大，即HX是酸性比HY弱的酸，而無法推斷HY是強(qiáng)酸還是弱酸，故A、B、C錯(cuò)誤；反應(yīng)起先時(shí)生成