新編高中化學魯科版選修4教學案：第3章 第1節(jié) 第2課時 溶液的酸堿性與pH Word版含解析

新編化學精品資料第2課時 溶液的酸堿性與pH 課標要求1了解溶液的酸堿性與溶液中H和OH的關系。2知道pH的定義，了解溶液的酸堿性與pH的關系。3能夠進行有關pH的簡單計算。1在水溶液中，HOH，溶液呈中性；H>OH，溶液呈酸性；H<OH，溶液呈堿性。2室溫下H107 mol·L1，溶液呈中性；H>107 mol·L1，溶液呈酸性；H<107 mol·L1，溶液呈堿性。H越大，溶液酸性越強，OH越大，溶液堿性越強。3溶液的pHlgH。利用pH判斷溶液酸堿性時要注意溫度，室溫下，pH7，溶液呈中性；pH<7，溶液呈酸性；pH>7，溶液呈堿性。4強酸或強堿稀釋10n倍，pH變化n個單位；弱酸或弱堿稀釋10n倍，pH變化小于n個單位；酸或堿無論怎樣稀釋，酸不會變?yōu)閴A，堿也不會變?yōu)樗帷?溶液的酸堿性任何水溶液中都既有H也有OH，溶液的酸堿性與它們的數(shù)值無關，由它們濃度的相對大小決定，溶液酸堿性的判斷標準是H與OH的相對大小。2溶液的酸堿性與溶液中H和OH的關系(1)HOH，溶液呈中性。(2)H>OH，溶液呈酸性，且H越大，酸性越強。(3)H<OH，溶液呈堿性，且OH越大，堿性越強。3室溫時溶液酸堿性的判斷(1)H1.0×107 mol·L1，溶液呈中性。(2)H>1.0×107 mol·L1，溶液呈酸性。 (3)H<1.0×107mol·L1，溶液呈堿性。4溶液的酸堿性與pH(1)pH的定義式pHlgH。(2)pH與H及溶液酸堿性的關系(室溫下)圖示：關系：a中性溶液：HOH1.0×107 mol·L1，pH7。b酸性溶液：HOH，H1.0×107 mol·L1，pH7，酸性越強，pH越小。c堿性溶液：HOH，H1.0×107mol·L1，pH7，堿性越強，pH越大。(3)pH的測定方法粗略測定：酸堿指示劑，pH試紙。精確測定：酸度計。特別提醒(1)一定溫度下的溶液中KWHOH是一定值，當H增大時，OH減小，反之亦然，此增彼減。(2)H107mol·L1溶液不一定呈中性，只有在常溫下，H107mol·L1的溶液才呈中性，而在其他溫度下不呈中性。1某溶液的pH6，則該溶液一定顯酸性嗎？同樣，某溶液的pH7，則該溶液一定顯中性嗎？提示：pH6的溶液不一定顯酸性，如100 時蒸餾水的pH6，但呈中性；pH7的溶液不一定顯中性，如100 時，pH7的溶液呈堿性。2pH試紙使用前能否用蒸餾水濕潤？若用濕潤的pH試紙測量溶液的pH對結果有何影響？提示：使用pH試紙不能用蒸餾水濕潤，濕潤后相當于稀釋了溶液。若是酸性溶液，則濕潤后測得pH偏大；若為堿性溶液，則濕潤后測得pH偏??；若為中性溶液，則無影響。1溶液酸堿性的判斷依據(jù) 2溶液酸堿性的測定方法(1)酸堿指示劑法該法只能測其酸堿性，即pH的大致范圍，不能測出具體數(shù)值，常見的酸堿指示劑的顏色范圍為：(2)pH試紙法種類a廣泛pH試紙：其pH范圍是114(最常用)。b精密pH試紙：其pH范圍較窄，可判別0.2或0.3的pH差值。c專用pH試紙：用于酸性、中性和堿性溶液的專用pH試紙。使用方法：把小片試紙放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待測溶液點在干燥的pH試紙上，試紙變色后，與標準比色卡對比，即確定溶液的pH。(3)pH計法精確測定溶液的pH時使用pH計，測量時可以從pH計上直接讀出溶液的pH。1正誤判斷(正確的打“”，錯誤的打“×”)。(1)H106mol·L1的溶液一定是酸性溶液()(2)水溶液中若OH>H，一定是堿性溶液()(3)滴加紫色石蕊溶液后變紅的溶液一定顯酸性()(4)鹽的水溶液中若HOH，一定顯中性()答案：(1)×(2)(3)(4)2下列溶液一定顯酸性的是()A溶液中OH>HB溶液中H>OHC溶液中H106mol·L1D非電解質溶于水得到的溶液解析：選B判斷溶液酸堿性的關鍵看H和OH的相對大小，若H>OH，溶液呈酸性；H<107mol·L1，僅適用于常溫時，若溫度不確定，就不能用來判斷溶液的酸堿性。而D項中，如NH3溶于水得NH3·H2O，其溶液顯堿性。1計算步驟25 (室溫下)溶液pH計算的：解題步驟圖示如下：2單一溶液pH的計算(1)強酸溶液，如HnA溶液，設溶質的物質的量濃度為c mol·L1，Hnc mol·L1，pHlgHlg nc。(2)強堿溶液，如B(OH)n溶液，設溶質的物質的量濃度為c mol·L1，H mol·L1，pHlgH14lg nc。3混合溶液pH的計算(1)兩強酸混合后pH的計算由H混先求出混合后的H混，再根據(jù)公式pHlgH求pH。(2)兩強堿混合后pH的計算：由OH混先求出混合后的OH混，再通過KW求出混合后的H，最后求pH。(3)強酸與強堿溶液混合后pH的計算：強酸與強堿混合的實質是中和反應，即HOH=H2O，中和后溶液的pH有以下三種情況：若恰好中和，pH7。若剩余酸，先求中和后的H，再求pH。H混，若剩余堿，先求中和后的OH，再通過KW求出H，H，最后求pH。OH混4溶液稀釋時pH的變化(1)對于強酸溶液，每稀釋10倍體積，pH增大1個單位；對于弱酸溶液，每稀釋10倍體積，pH增大不足1個單位。對于強堿溶液，每稀釋10倍體積，pH減小1個單位。對于弱堿溶液，每稀釋10倍體積，pH減小不足1個單位。無論稀釋多少倍，酸溶液的pH不能等于或大于7，堿溶液的pH不能等于或小于7，只能趨近于7。(2)pH相同的強酸和弱酸稀釋相同倍數(shù)后，強酸的pH變化大，弱酸的pH變化小；pH相同的強堿和弱堿稀釋相同倍數(shù)后，強堿的pH變化大，弱堿的pH變化小。故利用pH變化大小可判斷酸、堿的強弱。1下列溶液的pH一定等于2的是()A0.01 mol·L1硫酸500 mLB0.01 mol·L1鹽酸500 mLC0.01 mol·L1醋酸1 LDpH1的酸溶液稀釋10倍解析：選BA中H2H2SO40.02 mol·L1，pH2lg 2<2；B中H0.01 mol·L1，則pH2；C中CH3COOH部分電離，H<0.01 mol·L1，則pH>2；D中若為強酸，稀釋10倍pH增大1則pH2，但若為弱酸，每稀釋10倍，pH增大不足1個單位，即其pH不一定為2。2常溫下，將pH4和pH2的兩種稀硫酸等體積混合后，下列結論正確的是()AH1×103 mol·L1BOH1×1012 mol·L1CpH2.3DpH3解析：選C假設混合前酸溶液的體積均為1 L，H混 mol·L15.05×103 mol·L1，pH混lg(5.05×103)2.3，OH混 mol·L12×1012mol·L1，只有C項正確。3室溫下，將0.1 mol·L1的鹽酸和0.06 mol·L1的Ba(OH)2溶液以等體積混合后，該混合溶液的pH是()A1.7B12.3C12 D2解析：選C酸堿反應時堿過量，則OH0.01 mol·L1，H1012 mol·L1，pHlg H12。三級訓練·節(jié)節(jié)過關1下列說法正確的是()A強堿的水溶液中不存在HBpH0的溶液是酸性最強的溶液C在溫度不變時，水溶液中H和OH不能同時增大D某溫度下，純水中H2×107mol·L1，其呈酸性解析：選C任何物質的水溶液中都存在H2O的電離平衡，既有H也有OH；pH0的溶液H1 mol·L1，不是最強的酸性溶液；溫度不變，KW不變，H和OH不能同時增大；純水中HOH，呈中性。2下列溶液一定呈中性的是()ApH7的溶液BHOH的溶液C由強酸、強堿等物質的量反應得到的溶液D非電解質溶于水得到的溶液解析：選B溶液呈中性的根本標志是HOH。當pH7時，只說明H1.0×107mol·L1，當溫度升高時，中性溶液中的H>1.0×107mol·L1，即pH<7，故A錯誤。等物質的量的強酸與強堿，由于它們所含的H和OH的物質的量未知，因此無法判斷它們混合后溶液的酸堿性，故C錯誤。非電解質只是它本身不能直接電離產生離子，當它溶于水時可能與水反應生成能電離的物質，使溶液顯酸性或堿性，如SO2溶于水生成H2SO3，溶液顯酸性；NH3溶于水生成NH3·H2O，溶液顯堿性，故D錯誤。3常溫下，pH13的強堿溶液與pH2的強酸溶液混合，所得混合液的pH11，則強堿與強酸的體積比是()A111B91C111 D19解析：選D可根據(jù)溶液混合反應后剩余的OH的濃度列式求解，以下標1表示酸，下標2表示堿，則混合前堿中OH20.1 mol·L1，酸中H10.01 mol·L1，則OH余1.0×103mol·L1。解得V2V119。4常溫下，下列關于溶液的稀釋說法正確的是()A將pH3的醋酸溶液稀釋100倍，溶液pH5B將pH4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，溶液中由水電離產生的H1×104mol·L1C將1 L 0.1 mol·L1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L，pH13D將pH8的NaOH溶液稀釋100倍，其pH6解析：選CA項，pH3的醋酸溶液在稀釋過程中電離平衡正向移動，稀釋100倍后，3<溶液pH<5，錯誤。B項，pH4的H2SO4(aq)加水稀釋100倍后，pH6，則OH108mol·L1，即OH水H水108mol·L1，錯誤；C項，1 L 0.1 mol·L1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L后，OH0.1 mol·L1則H1013mol·L1，故pH13，正確；D項中，NaOH溶液是堿溶液，無論怎樣稀釋，在常溫下pH不可能為6，只能無限接近于7，可巧記為“酸為酸，堿為堿，無限稀釋性不變”。5有100 mL pH12的NaOH溶液，欲使它的pH降為11。(1)如果加入蒸餾水，應加入_mL。(2)如果加入pH10的NaOH溶液，應加入_mL。(3)如果加入0.008 mol·L1的鹽酸，應加入_mL。解析：pH12的NaOH溶液中OH102 mol·L1，當pH11時，OH103 mol·L1。(1)若加入水，溶液體積應為1 000 mL，則加入水的體積為900 mL。(2)設需加NaOH溶液的體積為x，103 mol·L1，x1 L1 000 mL。(3)設需加鹽酸的體積為y103 mol·L1，y0.1 L100 mL。答案：(1)900(2)1 000(3)1001溶液的酸堿性取決于()A溶液pH的大小B溶液中H與OH的相對大小C溶液中HD酸與堿是否恰好完全反應解析：選B溶液的酸堿性取決于H與OH的相對大小，當HOH時，溶液顯酸性，當HOH時，溶液顯中性，當HOH時，溶液顯堿性。2313 K時，水的離子積KW2.9×1014 mol2·L2，則在313 K時，H107 mol·L1的溶液()A呈酸性B呈中性C呈堿性 D無法判斷解析：選C由KWHOH可得：OH 2.9×107 mol·L1，H<OH，溶液呈堿性。3下列溶液一定顯酸性的是()A溶液中OH>HB滴加紫色石蕊溶液后變紅色的溶液C溶液中H106 mol·L1DpH>7的溶液解析：選B判斷溶液酸堿性的關鍵看H和OH的相對大小，若H>OH，溶液呈酸性；而pH<7或H>107 mol·L1，僅適用于常溫時，若溫度不確定，就不能用來判斷溶液的酸堿性。而B項中可使紫色石蕊溶液變紅的溶液一定顯酸性。425 時的下列溶液中，堿性最強的是()ApH11的溶液BOH0.12 mol·L1的溶液C1 L含有4 g NaOH的溶液DH1×1010 mol·L1的溶液解析：選B常溫下，可以根據(jù)pH或H比較溶液的酸堿性，也可以根據(jù)OH的大小來比較。在此為了計算方便，可求出A、C、D三個選項中溶液的OH，依次為1×103 mol·L1、0.1 mol·L1、1×104 mol·L1，然后再與B項溶液中的OH相比，就會發(fā)現(xiàn)B項溶液中的OH最大，堿性最強。5100 時，水中的H的物質的量濃度為1×106mol·L1，若把0.01 mol NaOH固體溶于100 水中配成1 L溶液，則溶液的pH為()A4 B10C2 D12解析：選B100 時，水中H1×106mol·L1，則OH1×106 mol·L1，可求知KWHOH1×1012 mol2·L2，當把0.01 mol NaOH固體溶于水配成1 L溶液時，OH0.01 mol·L1，H mol·L11×1010 mol·L1，所以溶液pH10。6在100 時，水的離子積等于1.0×1012，若該溫度下某溶液中的H1×107 mol·L1，則該溶液()A呈堿性B呈酸性C呈中性 DHOH解析：選A100 時，該溶液中H1×107 mol·L1，OH1×105 mol·L1，H<OH，該溶液呈堿性。7取濃度相同的NaOH和HCl溶液，以32體積比相混合，所得溶液的pH等于12，則原溶液的濃度為()A0.01 mol·L1 B0.017 mol·L1C0.05 mol·L1 D0.50 mol·L1解析：選C設NaOH、HCl溶液的濃度均為c，以32體積比相混合后溶液的OH0.01 mol·L1，故NaOH過量，反應后OH(3c2c)/50.01 mol·L1，解得c0.05 mol·L1。8將pH8的NaOH溶液與pH10的NaOH溶液等體積混合后，溶液的pH最接近于(lg 20.3)()A8.3 B8.7C9.3 D9.7解析：選D對于強堿溶液混合要首先求混合溶液中的OH，再由KW求混合溶液中的H，最后求出pH。OH混，本題中OH11.0×106 mol·L1，OH21.0×104 mol·L1，V1V2，則OH混(106104)mol·L15.05×105 mol·L1。所以H混 mol·L12×1010 mol·L1，pH10lg 29.7。9某溫度下純水的pH6。請據(jù)此回答下列問題：(1)pH7的溶液呈_(填“酸性”“中性”或“堿性”)。(2)該溫度下0.1 mol·L1的鹽酸的pH_。(3)0.05 mol·L1的Ba(OH)2溶液的pH_。解析：(1)純水中的HOH，pH6，HOH1×106 mol·L1，KW1×106 mol·L1×1×106 mol·L11×1012 mol2·L2，pH7的溶液中H1×107mol·L1，OH1×105mol·L1，OH>H，溶液呈堿性。(2)0.1 mol·L1的鹽酸中，H0.1 mol·L1，pHlgH1。(3)0.05 mol·L1的Ba(OH)2溶液中，OH0.05 mol·L1×20.1 mol·L1，H1011mol·L1，pHlgH11。答案：(1)堿性(2)1(3)1110(1)常溫下0.01 mol·L1 HCl溶液：由水電離出的H_。pH_。加水稀釋100倍，pH_。(2)常溫下0.01 mol·L1 NaOH溶液：pH_。加水稀釋100倍，pH_。解析：(1)0.01 mol·L1 HCl溶液中的OH只來源于水的電離，且OH水H水，H來源于水和HCl的電離，由于水的電離程度很小，計算時水電離的H可忽略，H0.01 mol·L1，OHOH水H水1012 mol·L1。pHlg1022。加水稀釋100倍，H變?yōu)樵瓉淼?，即H104 mol·L1，pH4。(2)0.01 mol·L1的NaOH溶液中的OH來源于水和NaOH的電離，由于水的電離程度很小，計算時可忽略，即OH102 mol·L1，所以H1.0×1012 mol·L1，pH12；加水稀釋100倍，OH104 mol·L1，所以H1.0×1010 mol·L1，pH10。答案：(1)1.0×1012 mol·L124(2)12101將純水加熱至較高溫度，下列敘述正確的是()A水的離子積變大、pH變小、呈酸性B水的離子積不變、pH不變、呈中性C水的離子積變小、pH變大、呈堿性D水的離子積變大、pH變小、呈中性解析：選D將純水加熱，平衡H2OHOH向右移動，H、OH均變大，但仍然相等，所以KW變大、pH變小，仍然呈中性。2用pH試紙測定溶液pH的正確操作是()A將一小塊試紙放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標準比色卡對照B將一小塊試紙用蒸餾水潤濕后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待測液點在試紙上，再與標準比色卡對照C將一小塊試紙在待測液中蘸一下，取出后放在表面皿上，與標準比色卡對照D將一小塊試紙先用蒸餾水潤濕，再在待測液中蘸一下，取出后與標準比色卡對照解析：選ApH試紙在使用前不能用蒸餾水潤濕，也不能直接放到待測液中去測定，故B、C、D項均錯。325 時，某稀溶液中由水電離產生的H1013 mol·L1，下列有關該溶液的敘述正確的是()A該溶液一定呈酸性B該溶液一定呈堿性C該溶液的pH可能約為1D該溶液的pH可能約為12解析：選C根據(jù)水的離子積常數(shù)，可知由水電離出的H水OH水1013 mol·L1，這是由于在酸性或堿性溶液中，水的電離受到抑制。若溶液呈酸性，則溶液中OH只來自水的電離，H水OH水OH總1013 mol·L1，由KWH總OH總得H總1014/1013101 mol·L1，pH1；若溶液呈堿性，則溶液中H只來自水的電離，H總H水1013 mol·L1，pH13。4如下圖表示水中H和OH的關系，下列判斷錯誤的是()A兩條曲線間任意點均有HOHKWBM區(qū)域內任意點均有H<OHC圖中T1<T2DXZ線上任意點均有pH7解析：選D根據(jù)水的離子積定義可知，A項正確；XZ線上任意點都存在HOH，所以M區(qū)域內任意點均有H<OH，B項正確；因為圖像顯示T1時水的離子積小于T2時水的離子積，而水的電離程度隨溫度升高而增大，C項正確；XZ線上只有X點的pH7，D項錯誤。5pH1的兩種酸溶液A、B各1 mL，分別加水稀釋到1 000 mL，其pH與溶液體積(V)的關系如圖所示，下列說法不正確的是()AA、B兩種酸溶液的物質的量濃度一定相等B稀釋后，A溶液的酸性比B溶液的弱C若a4，則A是強酸，B是弱酸D若1<a<4，則A、B都是弱酸解析：選ApH相同的兩種酸溶液稀釋相同的倍數(shù)，B溶液的pH變化小，說明B溶液的酸性比A溶液的弱，則pH相同時，兩種酸溶液的物質的量濃度是c(B)>c(A)，A項錯誤；稀釋后，A溶液的pH大于B溶液的pH，故A溶液的H小于B溶液的H，A溶液的酸性較弱，B項正確；若是pH1的強酸溶液稀釋1 000倍，則pH4，弱酸中因存在弱酸的電離平衡，加水稀釋，電離平衡右移，故1<pH<4，C、D項正確。6下列各項中，能表示人大量喝水時，胃液pH變化的圖像是()解析：選A由于胃液中含有鹽酸，所以胃液應呈酸性，pH<7。大量喝水時，相當于將鹽酸無限稀釋，pH變大，但無論怎么稀釋，胃液都不可能呈堿性，只是無限接近中性，故A項正確。7一定溫度下，滿足下列條件的溶液一定呈酸性的是()A能與金屬Al反應放出H2的溶液B加酚酞后顯無色的溶液CpH6的某溶液DH>OH的任意水溶液解析：選D能與金屬Al反應放出H2的溶液可能呈酸性，也可能呈堿性，故A項錯誤；加酚酞后顯無色的溶液，可能呈酸性、中性或弱堿性，故B項錯誤；未指明溫度，pH6的溶液不一定呈酸性，故C項錯誤；H>OH的任意水溶液一定呈酸性，故D項正確。8有一學生在實驗室測某溶液的pH。實驗時，他先用蒸餾水潤濕pH試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進行檢測。(1)該學生的操作是_(填“正確的”或“錯誤的”)，其理由是_。(2)若用此法分別測定H相等的鹽酸和醋酸溶液的pH，誤差較大的是_，其理由是_。(3)用濕潤的pH試紙測定下列溶液的pH，測定結果不變的是_。AHCl溶液BNaOH溶液CNa2SO4溶液 D氨水(4)能否用pH試紙測定新制氯水的pH？為什么？(5)有兩瓶pH2的酸溶液，一瓶是強酸，一瓶是弱酸，現(xiàn)只有石蕊溶液、酚酞溶液、pH試紙和蒸餾水，簡述如何用最簡便的實驗方法來判斷哪瓶是強酸。解析：(1)若用蒸餾水潤濕試紙，則會導致溶液被稀釋，有可能測得的pH出現(xiàn)誤差。(2)若用此法測定H相等的鹽酸和醋酸溶液的pH，在稀釋過程中，醋酸繼續(xù)電離產生氫離子，使得溶液中的氫離子的濃度比鹽酸溶液中氫離子濃度大，則誤差較小。答案：(1)錯誤的溶液被稀釋可能出現(xiàn)誤差(2)鹽酸稀釋相同倍數(shù)，鹽酸的pH變化較大(3)C(4)不能，因為新制的氯水中含有HClO，HClO會將試紙漂白。(5)各取等體積酸溶液，用蒸餾水分別稀釋1 000倍，然后用pH試紙分別測定，pH變化大的是強酸。9已知水在25 和100 時，其電離平衡曲線如圖所示：(1)100 時水的電離平衡曲線應為_(填“A”或“B”)，理由是_。(2)25 時，將pH9的NaOH溶液與pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積之比為_。(3)100 時，若100體積pH1a的某強酸溶液與1體積pH2b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH與強堿的pH之間應滿足的關系式為_。(4)曲線B對應溫度下，pH2的某HA溶液和pH10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH5。原因是_。解析：(1)當溫度升高時，促進水的電離，水的離子積也增大，水中氫離子濃度、氫氧根離子濃度都增大，水的pH減小，但溶液仍呈中性。結合圖像中A、B曲線變化情況及氫離子濃度、氫氧根離子濃度可以判斷100 時水的電離平衡曲線為B，理由為水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離程度增大，H、OH均增大。(2)25 時所得混合溶液的pH7，溶液呈中性，即酸堿恰好中和，即HOH，V(NaOH)×105 mol·L1V(H2SO4)×104 mol·L1，得V(NaOH)V(H2SO4)101。(3)要注意100 時，水的離子積為1012 mol2·L2，即HOH1012 mol2·L2。根據(jù)100 時混合后溶液呈中性知，100×10a1×10b12，即10a210b12，得以下關系：ab14或pH1pH214。(4)在曲線B對應溫度下，因pH1pH221012，可得酸、堿兩溶液中HOH，如果是強酸、強堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現(xiàn)pH5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明酸過量，所以HA是弱酸。答案：(1)B水的電離是吸熱過程，溫度升高時，電離程度大，H、OH都增大(2)101(3)ab14或pH1pH214(4)HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H，使溶液pH5