学年高中化学专题3溶液中的离子反应第二单元第一课时溶液的酸碱性学案苏教版选修420.docx
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学年高中化学专题3溶液中的离子反应第二单元第一课时溶液的酸碱性学案苏教版选修420
第一课时溶液的酸碱性
—————————————————————————————————————[课标要求]
1.了解溶液的酸碱性与pH的关系。
2.学会用pH试纸测定溶液的pH。
3.初步学会有关pH的计算。
1.判断溶液的酸碱性的依据是c(H+)和c(OH-)的相对大小:
c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性;c(H+)=c(OH-),溶液呈中性;c(H+)<c(OH-),溶液呈碱性。
2.室温(25℃)下,酸性溶液:
c(H+)>10-7mol·L-1,pH<7;中性溶液:
c(H+)=10-7mol·L-1,pH=7;碱性溶液:
c(H+)<10-7mol·L-1,pH>7。
3.溶液pH的计算:
(1)溶液呈酸性:
计算c(H+)―→pH。
(2)溶液呈碱性:
计算c(OH-)―→c(H+)―→pH。
4.强酸或强碱稀释10n倍,pH变化n个单位;弱酸或弱碱稀释10n倍,pH变化小于n个单位;酸或碱无论怎样稀释,酸不会变为碱,碱也不会变为酸。
溶液的酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性
(1)判断溶液酸碱性的依据是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小。
(2)溶液酸、碱性与c(H+)、c(OH-)相对大小的关系。
溶液酸碱性
c(OH-)与c(H+)关系
酸碱的强弱
溶液呈中性
c(H+)=c(OH-)
溶液呈酸性
c(H+)>c(OH-)
c(H+)越大
酸性越强
溶液呈碱性
c(H+) c(OH-)越大, 碱性越强 (3)溶液酸碱性强弱与物质酸碱性强弱的关系 溶液酸碱性的强弱是由溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小来决定的,与酸、碱的强弱无必然联系。 而电解质酸碱性的强弱是以电解质的电离程度划分的。 ①等物质的量浓度的强酸和弱酸溶液中,c(H+): 强酸>弱酸。 ②c(H+)相同的强酸和弱酸溶液中,酸的物质的量浓度: c(强酸) 同理碱亦如此。 ③等体积、等物质的量浓度、等元数的酸,强酸溶液的酸性强,但中和能力相同。 例如: 1L0.1mol·L-1的CH3COOH和1L0.1mol·L-1的盐酸,盐酸中c(H+)大,酸性强,但均能中和0.1molNaOH。 2.溶液的pH (1)概念: 用溶液中氢离子浓度的负对数表示溶液的酸碱性。 (2)表达式: pH=-lg_c(H+)。 (3)意义: pH越小,溶液的酸性越强;pH越大,溶液的碱性越强。 25℃时,c(H+)=1×10-7mol·L-1,pH=7,溶液呈中性。 c(H+)>1×10-7mol·L-1,pH<7,溶液呈酸性; c(H+)<1×10-7mol·L-1,pH>7,溶液呈碱性。 (4)适用范围: 1×10-14mol·L-1≤c(H+)≤1×100mol·L-1的溶液。 3.溶液的酸碱性与pH的关系(室温下) 4.溶液酸碱性的表示方法 (1)当c(H+)或c(OH-)大于1mol·L-1时,通常用c(H+)或c(OH-)直接表示。 (2)当c(H+)或c(OH-)小于或等于1mol·L-1时,通常用pH表示。 [特别提醒] c(H+)=1×10-7mol·L-1或pH=7的溶液不一定呈中性,只有在室温下,上述关系才成立。 1.某溶液的pH=6,则该溶液一定显酸性吗? 同样,某溶液的pH=7,则该溶液一定显中性吗? 提示: pH=6的溶液不一定显酸性,如100℃时蒸馏水的pH=6,但呈中性;pH=7的溶液不一定显中性,如100℃时,pH=7的溶液呈碱性。 2.pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润? 若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响? 提示: 使用pH试纸不能用蒸馏水湿润,湿润后相当于稀释了溶液。 若是酸性溶液,则湿润后测得pH偏大;若为碱性溶液,则湿润后测得pH偏小;若为中性溶液,则无影响。 1.溶液酸碱性的判断依据 2.溶液酸碱性的测定方法 (1)酸碱指示剂法 该法只能测其酸碱性,即pH的大致范围,不能测出具体数值,常见的酸碱指示剂的颜色范围为: (2)pH试纸法 ①种类 a.广范pH试纸: 其pH范围是1~14(最常用)。 b.精密pH试纸: 其pH范围较窄,可判别0.2或0.3的pH差值。 c.专用pH试纸: 用于酸性、中性和碱性溶液的专用pH试纸。 ②使用方法: 把小片试纸放在表面皿或玻璃片上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在干燥的pH试纸上,试纸变色后,与标准比色卡对比,即确定溶液的pH。 (3)pH计法(又叫酸度计) 精确测定溶液的pH时使用pH计,测量时可以从pH计上直接读出溶液的pH。 1.下列说法正确的是( ) A.pH=7的溶液一定显中性 B.常温下由水电离的c(OH-)为1×10-8mol·L-1的溶液一定呈酸性 C.c(H+)<c(OH-)的溶液一定显碱性 D.c(OH-)=1×10-6mol·L-1的溶液一定呈碱性 解析: 选C 溶液的酸碱性取决于c(H+)与c(OH-)的相对大小,利用pH或c(H+)判断时应注意温度。 常温下由水电离的c(OH-)为1×10-8mol·L-1,可能溶液中c(OH-)=1×10-8mol·L-1,c(H+)=1×10-6mol·L-1,溶液呈酸性,也可能溶液中c(H+)=1×10-8mol·L-1,c(OH-)=1×10-6mol·L-1,溶液呈碱性。 2.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是( ) A.不能使酚酞变色的溶液一定是酸性溶液 B.中性溶液中一定c(H+)=1.0×10-7mol·L-1 C.c(H+)=c(OH-)的溶液呈中性 D.在100℃时,纯水的pH<7,因此显酸性 解析: 选C A项,酚酞溶液无色的pH<8.2,不一定是酸性溶液,错误;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,B项错误,C项正确;100℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),仍呈中性,D错误。 [方法技巧] 溶液酸碱性判断的常见误区 误区一: 含有H+的溶液显酸性,含有OH-的溶液呈碱性。 因为任何水溶液中都含有H+、OH-。 误区二: pH<7的溶液呈酸性,pH>7的溶液呈碱性。 利用pH与7的大小判断溶液酸碱性的条件是25℃。 误区三: 使酚酞显无色的溶液呈酸性,使甲基橙显黄色的溶液呈碱性。 常温下,pH<8.2溶液中滴入酚酞都显无色;pH>4.4的溶液滴入甲基橙都显黄色。 溶液pH的计算 1.单一溶液的pH计算 (1)强酸溶液,如HnA,设物质的量浓度为cmol·L-1,c(H+)=ncmol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lgnc。 (2)强碱溶液,如B(OH)n,设浓度为cmol·L-1,c(H+)= mol·L-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc。 2.溶液稀释时pH的计算 (1)对于强酸溶液,每稀释10n倍,pH增大n个单位,但无论稀释多少倍,酸溶液的pH不可能等于或大于7,只能趋近于7。 (2)对于强碱溶液,每稀释10n倍,pH减小n个单位,但无论稀释多少倍,碱溶液的pH不可能等于或小于7,只能趋近于7。 (3)对于pH相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱)稀释相同倍数时,pH变化程度不同,其结果是强酸(或强碱)pH变化大,而弱酸(或弱碱)pH变化小。 3.强酸与强酸(或强碱与强碱)混合后溶液pH的计算 (1)两强酸溶液混合 c(H+)混= ,先求出混合后的c(H+)混,再根据公式pH=-lgc(H+),求得pH。 若两强酸溶液的pH之差≥2,且以等体积混合,可采用速算方法: 混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较小值加0.3,如pH=3和pH=5的两种盐酸等体积混合后,盐酸的pH=3.3。 (2)两强碱溶液混合 c(OH-)混= ,先求出混合后的c(OH-)混,再通过KW求出c(H+)混,根据公式pH=-lgc(H+)混,求得pH。 若两强碱溶液的pH之差≥2,且以等体积混合,可采用速算方法: 混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较大值减0.3,如pH=9和pH=11的两种烧碱溶液等体积混合后,烧碱溶液的pH=10.7。 4.强酸溶液与强碱溶液混合后溶液pH的计算 (1)强酸与强碱溶液混合,要先根据H++OH-===H2O计算出哪种物质过量,一般有如下三种情况: 若酸过量: c(H+)混= ,可直接求pH; 若恰好完全反应,c(H+)·V酸=c(OH-)·V碱,溶液呈中性; 若碱过量: c(OH-)混= ,根据KW求出c(H+)混,再求pH。 (2)室温下,强酸、强碱溶液两两等体积混合 室温下,pH=a的强酸和pH=b的强碱等体积混合,混合后溶液酸碱性与a+b相对大小的关系可理解为 = =1014-(a+b) 若a+b 1.下列溶液中与1.0×10-5mol·L-1的NaOH溶液的pH相同的是( ) A.把pH=6的盐酸稀释1000倍 B.把pH=10的Ba(OH)2溶液稀释10倍 C.把pH=8和pH=10的NaOH溶液等体积混合 D.把pH=8的NaOH溶液稀释10倍 解析: 选B 稀释后A项pH≈7;B项pH=9;C项pH≈9.7;D项pH≈7。 2.计算下列溶液的pH。 (1)某H2SO4溶液的浓度是0.005mol·L-1; ①此溶液的pH=________; ②用水稀释到原来体积的100倍,pH=________。 (2)pH=3的盐酸与pH=5的盐酸等体积混合,pH=________。 (3)pH=10和pH=13的两种NaOH溶液等体积混合,pH=________。 (4)pH=12的NaOH和pH=4的HCl等体积混合,pH=________。 解析: (1)①c(H+)=0.005mol·L-1×2=0.01mol·L-1,pH=-lg10-2=2。 ②c(H+)=0.01mol·L-1÷100=1×10-4mol·L-1,pH=-lg10-4=4。 (2)c(H+)= =5×10-4mol·L-1,pH=-lg(5×10-4)=4-lg5=3.3。 (3)因为溶液呈碱性c(OH-)= =5×10-2mol·L-1,故c(H+)= =2×10-13mol·L-1,pH=-lg(2×10-13)=13-lg2=12.7。 (4)NaOH中c(OH-)=10-2mol·L-1,HCl中c(H+)=10-4mol·L-1。 二者等体积混合,碱过量,反应后溶液呈碱性,c(OH-)= =5×10-3mol·L-1,c(H+)= =2×10-12mol·L-1,pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11.7。 答案: (1)①2 ②4 (2)3.3 (3)12.7 (4)11.7 [三级训练·节节过关] 1.下列溶液肯定显酸性的是( ) A.含H+的溶液 B.c(H+)>10-7mol·L-1 C.pH<7的溶液D.c(OH-) 解析: 选D 在水溶液中,都存在H+和OH-;pH<7或c(H+)>10-7mol·L-1,仅适用于室温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性;判断溶液酸碱性的关键看c(H+)和c(OH-)相对大小,若c(H+)>c(OH-),溶液呈酸性。 2.25℃的下列溶液中碱性最强的是( ) A.pH=11的溶液 B.c(OH-)=0.12mol·L-1的溶液 C.1L中含有4gNaOH的溶液 D.c(H+)=1×10-10mol·L-1的
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- 学年 高中化学 专题 溶液 中的 离子 反应 第二 单元 第一 课时 酸碱 性学 案苏教版 选修 420
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