第3章物質(zhì)在水溶液中的行為第1節(jié)第2課時(shí)水溶液的酸堿性與pH素養(yǎng)目標(biāo)1.了解水溶液的酸堿性與溶液中c平(H+)和c平(OH-)的關(guān)系,培養(yǎng)宏觀辨識(shí)與微觀探析的化學(xué)核心素養(yǎng)。2.知道pH的定義,了解水溶液的酸堿性與pH的關(guān)系。能夠進(jìn)行有關(guān)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算,形成證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)?；A(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)重難探究?能力素養(yǎng)全提升目錄索引

基礎(chǔ)落實(shí)?必備知識(shí)全過(guò)關(guān)必備知識(shí)1.水溶液的酸堿性(1)溶液酸堿性的判斷標(biāo)準(zhǔn):c平(H+)與c平(OH-)的相對(duì)大小。(2)水溶液的酸堿性與溶液中c平(H+)和c平(OH-)的關(guān)系:水溶液酸堿性c平(H+)與c平(OH-)的關(guān)系酸堿性的強(qiáng)弱酸性c平(H+)>c平(OH-)c平(H+)越大,酸性越強(qiáng)中性c平(H+)=c平(OH-)

-堿性c平(H+)<c平(OH-)c平(OH-)越大,堿性越強(qiáng)2.水溶液的pH(1)pH的定義公式:pH=-lgc平(H+)。(2)室溫下,水溶液pH與溶液酸堿性的關(guān)系:【微點(diǎn)撥】pH<7的溶液不一定是酸性溶液;pH>7的溶液不一定是堿性溶液;pH=7的溶液也不一定是中性溶液。如在某溫度下,水的離子積常數(shù)為1×10-12

mol2·L-2,此時(shí)pH=6的溶液為中性溶液,pH>6的溶液為堿性溶液,pH<6的溶液為酸性溶液。3.溶液pH的測(cè)量方法(1)酸堿指示劑:不同的指示劑在不同的pH范圍內(nèi)變色。指示劑不同pH范圍的顏色石蕊溶液<5.0紅色5.0~8.0紫色>8.0藍(lán)色甲基橙溶液<3.1紅色3.1~4.4橙色>4.4黃色酚酞溶液<8.2無(wú)色8.2~10.0淺紅色>10.0紅色中和滴定實(shí)驗(yàn)不能用石蕊作為指示劑

一般強(qiáng)酸、強(qiáng)堿的滴定實(shí)驗(yàn)中,甲基橙和酚酞均可用

(2)pH試紙:將pH試紙放在表面皿(或玻璃片)上,用玻璃棒蘸取待測(cè)溶液點(diǎn)在pH試紙的中部,待顏色變化穩(wěn)定后對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)比色卡可以得到溶液的pH,所得pH均為正整數(shù)。(3)酸度計(jì):能夠直接測(cè)量溶液的pH,讀數(shù)可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位?！疚⑺伎肌磕惩瑢W(xué)用pH試紙測(cè)得某硫酸溶液的pH為4.2,該同學(xué)的結(jié)論正確嗎?提示

不正確。用pH試紙測(cè)定pH時(shí),只能讀取整數(shù)值。自我檢測(cè)判斷下列說(shuō)法是否正確,正確的打“√”,錯(cuò)誤的打“×”。(1)升高溫度,水的電離平衡向電離方向移動(dòng),c平(H+)增大,溶液呈酸性。(

)(2)任何溫度下,利用溶液中c平(H+)和c平(OH-)的相對(duì)大小判斷溶液的酸堿性。(

)(3)4℃時(shí),純水的pH=7。(

)(4)1.0×10-3

mol·L-1鹽酸的pH=3.0,1.0×10-8mol·L-1鹽酸的pH=8.0。(

)(5)100℃時(shí),將pH=2的鹽酸與pH=12的NaOH溶液等體積混合,溶液顯中性。(

)(6)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。(

)√××××√重難探究?能力素養(yǎng)全提升探究一溶液酸堿性的判斷方法問(wèn)題探究土壤的酸堿性直接影響植物的生長(zhǎng)發(fā)育,如浙江的“龍井茶”只能生長(zhǎng)于弱酸性的土壤中?？梢杂胮H試紙測(cè)定pH,判斷土壤的酸堿性。1.如何使用pH試紙測(cè)定溶液的pH?提示

用鑷子取一小片試紙放于玻璃片上,用蘸有待測(cè)液的玻璃棒點(diǎn)在試紙中央,變色后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照可確定其pH。2.用pH試紙測(cè)pH時(shí),若先用蒸餾水潤(rùn)濕,可能有什么結(jié)果?提示

用蒸餾水潤(rùn)濕,相當(dāng)于將溶液稀釋,若是酸性溶液,則c平(H+)變小,pH偏大;若是堿性溶液,則c平(OH-)變小,pH偏小;若是中性溶液,則c平(H+)和c平(OH-)不變,pH不變。歸納拓展水溶液的酸堿性與c平(H+)、c平(OH-)以及pH的關(guān)系

【微點(diǎn)撥】pH越小,酸性越強(qiáng);pH越大,堿性越強(qiáng)。

應(yīng)用體驗(yàn)視角1判斷溶液的酸堿性1.下列說(shuō)法正確的是(

)A.pH=7的溶液一定顯中性B.室溫下由水電離的c水(OH-)為1×10-8mol·L-1的溶液一定呈酸性C.c平(H+)<c平(OH-)的溶液一定顯堿性D.c平(OH-)=1×10-6mol·L-1的溶液一定呈堿性C解析

溶液的酸堿性決定于c平(H+)與c平(OH-)的相對(duì)大小,利用pH或c平(H+)判斷時(shí)應(yīng)注意溫度。室溫下由水電離的c水(OH-)=1×10-8

mol·L-1的溶液,可能溶液中c平(OH-)=1×10-8

mol·L-1,c平(H+)=1×10-6

mol·L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c平(H+)=1×10-8

mol·L-1,c平(OH-)=1×10-6

mol·L-1,溶液呈堿性。規(guī)律方法

溶液酸堿性的判斷依據(jù)

2.某溫度時(shí)水的離子積常數(shù)為1×10-12mol2·L-2,若該溫度下某溶液中c平(H+)=1×10-7mol·L-1,則該溶液(

)A.呈堿性

B.呈酸性C.呈中性

D.c平(OH-)=10c平(H+)A解析

溶液中c平(OH-)=

mol·L-1=1×10-5

mol·L-1,c平(OH-)>c平(H+),溶液呈堿性。3.下列溶液一定呈中性的是(

)A.pH=7的溶液B.c平(H+)=c平(OH-)=10-6mol·L-1的溶液C.使石蕊溶液呈紫色的溶液D.酸與堿恰好完全反應(yīng)生成正鹽的溶液B解析

pH=7的溶液不一定呈中性,故A錯(cuò)誤;c平(H+)=c平(OH-)=10-6

mol·L-1的溶液,氫離子濃度與氫氧根離子濃度相等,溶液一定呈中性,故B正確;使石蕊溶液呈紫色的溶液,室溫下溶液可能呈酸性,故C錯(cuò)誤;CO2與NaOH恰好反應(yīng)生成的Na2CO3溶液呈堿性,故D錯(cuò)誤。視角2pH試紙的使用4.關(guān)于pH的測(cè)定,下列說(shuō)法正確的是(

)A.用pH試紙測(cè)定溶液的pH,在使用之前應(yīng)用蒸餾水潤(rùn)濕B.用pH試紙測(cè)得某氫氧化鈉溶液的pH=10.6C.利用酸、堿指示劑可以測(cè)溶液的pHD.pH計(jì)是精確測(cè)定溶液pH的儀器D解析

用pH試紙測(cè)定溶液的pH時(shí)不能用水潤(rùn)濕,A錯(cuò)誤;pH試紙的測(cè)量結(jié)果只能是整數(shù),B錯(cuò)誤;酸堿指示劑只能測(cè)定溶液的酸堿性,不能測(cè)定溶液的pH,C錯(cuò)誤;pH計(jì)能夠精確測(cè)定溶液的pH,D正確。探究二溶液的pH問(wèn)題探究相同溫度時(shí),pH=10的NaOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合,混合后的c平(H+)是否為

mol·L-1?歸納拓展1.單一溶液的pH計(jì)算(1)強(qiáng)酸溶液,如HnA溶液,設(shè)溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度為cmol·L-1,c平(H+)=nc

mol·L-1,pH=-lgc平(H+)=-lgnc。(2)強(qiáng)堿溶液,如B(OH)n溶液,設(shè)溶質(zhì)物質(zhì)的量濃度為cmol·L-1,c平(H+)=mol·L-1,pH=-lgc平(H+)=14+lgnc。3.酸、堿稀釋后溶液pH的計(jì)算

溶液類型強(qiáng)酸(pH=a)弱酸(pH=a)強(qiáng)堿(pH=b)弱堿(pH=b)稀釋到體積為原來(lái)的10n倍pH=a+na<pH<a+npH=b-nb-n<pH<b無(wú)限稀釋由于水的電離不可忽略,pH≈7(不可能大于7)由于水的電離不可忽略,pH≈7(不可能小于7)應(yīng)用體驗(yàn)視角1溶液pH的計(jì)算1.室溫下,將0.1mol·L-1NaOH溶液與0.04mol·L-1H2SO4溶液等體積混合,該混合溶液的pH等于(

)A.1.7 B.2.0C.12 D.12.4C解析

由題意知反應(yīng)后NaOH過(guò)量,混合溶液中的c平(OH-)==0.01

mol·L-1,故混合溶液的pH=12。2.在常溫下,將pH=8的NaOH溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合后,溶液的pH最接近(

)A.8+lg2 B.9-lg2C.9 D.10-lg2D解析

兩種堿溶液混合,混合后溶液中c平(OH-)接近0.5×10-4

mol·L-1,故c平(H+)會(huì)接近2×10-10

mol·L-1,pH≈10-lg

2,故答案選D。3.室溫下,pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合,所得混合溶液的pH=11,則強(qiáng)堿溶液與強(qiáng)酸溶液的體積比是(

)A.11∶1 B.9∶1C.1∶11 D.1∶9D解析

可設(shè)堿溶液與酸溶液的體積分別為V(堿)

L和V(酸)L,由題意可知,混合后堿過(guò)量,可列等式:

=10-(14-11),解之可得V(堿)∶V(酸)=1∶9。4.(1)室溫下0.01mol·L-1HCl溶液:①由水電離出的c水(H+)=

;

②溶液的pH=

;

③加水稀釋到體積為原來(lái)的100倍,pH=

。

1.0×10-12

mol·L-124(2)室溫下0.01mol·L-1NaOH溶液:①溶液的pH=

;

②加水稀釋到體積為原來(lái)的100倍,pH=

。

1210易錯(cuò)警示

計(jì)算溶液pH時(shí)注意的幾個(gè)問(wèn)題(1)溫度是否為25

℃。(2)水電離出來(lái)的c水(H+)何時(shí)忽略不計(jì),何時(shí)不能忽略。(3)兩種pH不同的堿溶液混合時(shí),由于兩堿溶液中水的電離程度不同,所以混合后溶液中水的電離平衡必發(fā)生移動(dòng),因此不可將兩溶液中的H+的物質(zhì)的量相加得到混合溶液中H+的物質(zhì)的量。視角2溶液的酸、堿性與pH的關(guān)系5.25℃時(shí),amol·L-1一元酸HA的溶液與bmol·L-1NaOH溶液等體積混合,充分反應(yīng)后溶液的pH=7,則下列關(guān)系一定正確的是(

)A.a=b

B.a>bC.c平(A-)=c平(Na+)

D.c平(A-)<c平(Na+)C解析