2020版化学鲁科版选修4学案:第3章 第1节 第2课时 溶液的酸碱性与pH .docx

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1、第2课时溶液的酸碱性与pH核心素养发展目标1.变化观念与平衡思想:知道外加酸或碱对水电离平衡的影响,知道溶液pH的概念及溶液酸碱性与pH的关系。2.证据推理与模型认知:通过分析、推理等方法掌握溶液pH的简单计算,并能计算各类混合溶液的pH。一、溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性与溶液中H和OH的关系H与OH 的相对大小H的范围(25 )中性溶液OHHH1.0107 molL1酸性溶液OH1.0107 molL1碱性溶液OHHH1.0107 molL1特别提示用H、OH的相对大小来判断溶液酸碱性,不受温度影响。2溶液的pH(1)概念:pH是H的负对数,其表达式是pHlgH。(2)25 时,溶液酸碱

2、性与H、pH的关系(如图所示):3溶液酸碱性的测量方法(1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围):指示剂变色范围(颜色与pH的关系)石蕊8.0蓝色酚酞10.0红色甲基橙4.4黄色(2)pH试纸法:取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸上,当试纸颜色变化稳定后与标准比色卡对照,读出pH(整数)。(3)pH计法:精确测量溶液的pH的方法。(读至小数点后2位)溶液酸碱性的判断相关链接溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系(1)区别:溶液的酸碱性指的是溶液中H、OH的相对大小。酸、碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的;强酸、强碱在水中完全电离,弱酸、弱碱在水中部分

3、电离。(2)联系:强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强,中和能力相同的酸,其提供H的能力相同;酸性强的溶液不一定是强酸溶液,酸性相同的溶液弱酸浓度大,中和碱的能力强。例1下列溶液一定显酸性的是()A溶液中OHHB滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液C溶液中c(H)106 molL1D常温时,溶液中由水电离的H109 molL1答案B解析判断溶液酸碱性的关键是看H和OH的相对大小,若HOH,溶液呈酸性;而pH107 molL1溶液呈酸性,仅适用于常温时,若温度不确定,就不能用来判断溶液的酸碱性。B项中可使紫色石蕊溶液变红,则该溶液为酸性;D项中水电离的H107 molL1,说明向水中加入了抑制水电离

4、的酸或者碱,溶液的酸碱性不能确定。考点溶液的酸碱性与pH题点溶液酸碱性的判断方法思维启迪水电离出的H107 molL1(25 )时溶液酸碱性如:25 时,由水电离出的H11013 molL1的溶液可能呈酸性(pH1),也可能呈碱性(pH13)。二、溶液pH的计算1强酸、强碱溶液pH的计算(1)计算c molL1HnA强酸溶液的pHHnc molL1;pHlgnc。(2)计算c molL1 B(OH)n强碱溶液的pH(25 )H molL1;pH14lgnc。2酸、碱溶液混合后pH的计算(1)强酸与强酸混合H混,然后再求pH。(2)强碱与强碱混合先计算:OH混再求H混,最后求pH。(3)强酸与强

5、碱混合恰好完全反应,溶液呈中性,pH7。(25 )酸过量:先求H余,再求pH。碱过量:先求OH余,再求H,然后求pH。(1)凡是单一酸溶液、酸酸混合溶液、酸碱混合溶液酸过量时,均直接求H,再求pH。(2)单一碱溶液、碱碱混合溶液、酸碱混合溶液碱过量时,必须先求OH,再求H,最后求pH。例2常温下,将pH8和pH10的两种强碱溶液等体积混合,则混合溶液的pH为()A8.3 B9C9.7 D无法确定答案C解析由于两种溶液均为强碱溶液,故应先求溶液中的OH,再求H和pH。设混合前两种强碱溶液的体积均为V L,OH molL15105 molL1,故H molL121010 molL1,pHlg (2

6、1010)9.7。考点溶液pH的计算题点强碱溶液混合的pH计算思维启迪强碱混合溶液pH计算思路计算强碱混合溶液的pH,要先求混合后的OH,再根据Kw求出溶液中的H,而不是直接用混合前溶液的H计算。例3室温下,将0.1 molL1HCl溶液和0.06 molL1的Ba(OH)2溶液等体积混合后,则该溶液的pH是()A1.7 B12.3 C12 D1答案C解析这是强酸和强碱的混合,要先判断混合液的酸碱性。 酸中H0.1 molL1碱中OH0.12 molL1等体积混合碱过量OH001 molL1H11012 molL1pHlgH12。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算例4室温下,p

7、H13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合,所得混合液的pH11,则强碱与强酸的体积比是()A111 B91 C111 D19答案D解析可设碱与酸的体积分别为V(碱)和V(酸),由题意可知,混合后碱过量,可列等式:10(1411),解之可得V(碱)V(酸)19。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算例5在25 时,有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液,取Va L该HCl溶液用该NaOH溶液中和,需 Vb L NaOH溶液。请回答下列问题:(1)若ab14,则VaVb 。(2)若ab13,则VaVb 。(3)若ab14,则VaVb ,且Va (填“”“解析中和时:n(H)n(O

8、H),即10aVaVb;VaVb10ab14;ab14时,VaVb1;ab13时,VaVb110;ab14时,VaVb10ab141,且VaVb。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算思维模型通过分析推理对于强酸、强碱发生中和反应后溶液pH的判断,可建立如下思维模型:(1)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系有如下规律:若pH1pH214,则V酸V碱。若pH1pH214,则10pH1pH214。(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。常温时三、酸碱溶液稀释后的pH变化规律1室温下计算下列酸溶液稀释后的pH(1)pH2的盐酸,若加水稀释10倍,其pH为3

9、;若加水稀释10n倍,其pH为2n。(2)若将pH5的盐酸加水稀释103倍,其pH接近于7。(3)pH2的醋酸溶液,若加水稀释10倍,其pH大小范围应是2pH3。2室温下计算下列碱溶液稀释后的pH(1)pH11的氢氧化钠溶液,若加水稀释10倍,其pH为10;若加水稀释10n倍,其pH为11n。(2)pH11的氨水,若加水稀释10n倍,其pH大小范围应是(11n)pHpH后弱酸性 BpH前pH后都显中性CpH前pH后弱酸性 DpH前pH后都显中性答案B解析Kw随温度升高而增大,纯水中H也随温度升高而增大,pH随温度升高而减小,但H仍等于OH,显中性。考点溶液的酸碱性和pH 题点溶液酸碱性的判断2

10、(2018衡水联考)用pH试纸测定溶液pH的正确操作是()A将一小块试纸放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比色卡对照B将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上,用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央,再与标准比色卡对照C将一小条试纸在待测液中蘸一下,取出后放在表面皿上,与标准比色卡对照D将一小条试纸先用蒸馏水润湿后,在待测液中蘸一下,取出后与标准比色卡对照答案A解析pH试纸的使用方法:把一小块试纸放在表面皿或玻璃片上,用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中部,随即(30 s内)用标准比色卡与之对照,确定溶液的pH。pH试纸不能用水润湿,若用水润湿会使溶液变稀,测定结果可能产生误差。

11、考点溶液的酸碱性与pH题点溶液酸碱性的实验测定325 时,将pH3的盐酸和pH12的NaOH溶液混合,当混合后溶液的pH11时,盐酸和NaOH溶液的体积比是()A92 B91C110 D25答案A解析pH3的盐酸中H103 molL1,pH12的NaOH溶液中H1012 molL1,由Kw可求出NaOH溶液中OH102 molL1,混合溶液中H1011 molL1,则混合溶液中OH103 molL1,设盐酸和NaOH溶液的体积分别为a和b,则OH molL1103 molL1,解得ab92,A项正确。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算4在常温下,下列各组溶液中的pH一定等于7的

12、是()ApH2和pH12的两种溶液等体积混合B0.05 molL1 H2SO4与0.10 molL1 NaOH溶液等体积混合C将pH5的CH3COOH溶液稀释100倍DpH1的H2SO4与0.1 molL1的Ba(OH)2溶液等体积混合答案B解析A项,没有指明强酸和强碱,反应后溶液不一定呈中性;B项,H2SO4与NaOH的物质的量浓度之比为12,等体积混合后恰好中和显中性;C项,pH5的CH3COOH溶液稀释100倍后pH7;D项,pH1的H2SO4溶液中H0.1 molL1,0.1 molL1的Ba(OH)2溶液中OH0.2 molL1,等体积混合反应后OH剩余,溶液显碱性,故选B。考点溶液

13、pH的计算题点关于溶液pH计算的综合5(2018阜阳高二质检)某温度(t )时,水的离子积Kw11012。请完成下列问题:(1)将此温度下pH11的NaOH溶液与pH1的HCl溶液等体积混合,混合后溶液的pH 。(2)将此温度下pH11的NaOH溶液a L与pH1的H2SO4溶液b L混合:若所得混合溶液呈中性,则ab ;若所得混合溶液的pH2,则ab 。答案(1)6(2)11911解析(1)此温度下pH11的NaOH溶液中OH1101 molL1,pH1的HCl溶液中H1101 molL1,所以两溶液等体积混合后应恰好完全反应,则混合后溶液的pH6。(2)若所得混合溶液呈中性,则0.1 mo

14、lL1a L0.1 molL1b L,所以ab11;若所得混合溶液的pH2,则混合后H0.01 molL1,则0.01 molL1,即:0.01 molL1,得ab911。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算题组一溶液的酸碱性的判断与pH1下列溶液一定呈碱性的是()A由水电离出的H1012 molL1(25 )的溶液BpHc(HCl),氨水过量。考点溶液的酸碱性与pH题点溶液酸碱性的判断方法225 的下列溶液中,碱性最强的是()ApH11的溶液BOH0.12 molL1的溶液C含有4 g NaOH的1 L溶液DH11010 molL1的溶液答案B解析A项,OH103 molL1;

15、B项,OH0.12 molL1;C项,OH0.1 molL1;D项,OH104 molL1。考点溶液的酸碱性与pH题点溶液酸碱性比较3(2018辽宁高二检测)某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1.61015 mol2L2,若用定义pH一样规定pDlg D,则在该温度下,下列叙述正确的是()A纯净的重水中,DOD1.01014B1 L溶解有0.01 mol DCl的重水溶液,其pD2C1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液,其pD12D纯净的重水中,pD7答案B解析A项,该温度下重水(D2O)的离子积常数为1.61015 mol2L21.01014 mol2L2,错误;B项,c(D

16、Cl)0.01 molL1,则D0.01 molL1,所以pD2,正确;C项,c(NaOD)0.01 molL1,则D molL11.61013 molL1,则pD12,错误;D项,D molL14108 molL1,所以pD7,错误。考点溶液pH的计算题点非常温时溶液的pH计算题组二强酸或强碱溶液混合后pH的计算4室温下,pH5的盐酸和pH9的氢氧化钠溶液以体积比119混合,则混合液的pH为()A7.2 B8C6 D无法计算答案C解析pH5的盐酸中H1105 molL1,pH9的NaOH溶液中OH1105 molL1,设两溶液的体积分别为11V和9V,由于酸过量,所得混合溶液中H molL1

17、1106 molL1,即溶液pH6,C项正确。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算5已知100 时,0.01 molL1 NaHSO4溶液中水电离的H1010 molL1,该温度下将pH8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH7,则V1V2为()A29 B19 C11 D12答案A解析根据100 时,0.01 molL1 NaHSO4溶液中水电离的H1010 molL1,确定水的离子积为1.01012 mol2L2,该温度下将pH8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH7,溶液呈碱性,所以OH10

18、5 molL1,则V1V229。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算6常温下,将pH1的硫酸溶液平均分成两等份,一份加入适量水,另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液,两者pH都增大了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为()A111 B101 C61 D51答案C解析设所取每份硫酸的体积为V1,使硫酸由pH1变为pH2,所加水的体积为9V1;设所加NaOH溶液的体积为V2,则有H molL10.01 molL1,解得V2V1,即V水VNaOH61。考点溶液pH的计算题点关于溶液pH计算的综合725 时,若pHa的10体积某强酸溶液与pHb的1体积某强碱溶液混合

19、后溶液呈中性,则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系为()Aab14 Bab13Cab15 Dab7答案C解析酸中n(H)10a10,碱中n(OH)11014b,根据混合后溶液呈中性,故n(H)n(OH),即10a101014b,所以ab15。考点溶液pH的计算题点强酸、强碱溶液混合的pH计算8(2018安徽五校联考)室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是()ApH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合BpH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合CpH3的醋酸溶液和pH11的氢氧化钠溶液等体积混合DpH3的硫酸和pH11的氨水等体积混合答案C解析A项中氨水过量,pH7;B项中pH

20、7,C项中CH3COOH过量,pH7;D项中氨水过量,pH7。考点溶液pH的计算题点酸碱反应后溶液pH判断题组三溶液稀释pH的变化规律9(2018合肥高二月考)将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸,分别加入水稀释至a mL和b mL,测得稀释后溶液的pH均为5,则稀释后溶液的体积()Aab100 Bab1 000Cab Dab答案C解析若ab,稀释后的CH3COOH溶液pH5,若使CH3COOH溶液pH5,就必须继续加水稀释,即ab。考点溶液pH的计算题点酸碱溶液稀释的pH计算及变化规律10pH2的a、b两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如

21、图所示。下列说法正确的是()Aa、b两酸溶液的物质的量浓度一定相等B稀释后,a酸溶液的酸性比b酸溶液强Cx6时,a是强酸,b是弱酸D若a、b都是弱酸,则2x5答案D解析由图可知,稀释过程中,b酸的pH变化小,则b酸较a酸弱,两者pH相等时,物质的量浓度一定不同,A项错误;由图知稀释后a溶液的pH大于b溶液的pH,则a中H小于b中H,a酸溶液的酸性比b酸溶液的酸性弱,B项错误;pH2的a酸溶液稀释1 000倍,pH不可能增加4,C项错误;若a、b都是弱酸,稀释1 000倍后,a、b两溶液pH均要增大,且增加量均小于3,故2x5。考点溶液pH的计算题点酸碱溶液稀释的pH计算及变化规律题组四溶液的稀

22、释与混合的综合11(2018包头高二质检)下列叙述正确的是()A95 纯水的pH7,说明加热可导致水呈酸性BpH3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH4C0.2 molL1的盐酸与等体积水混合后pH1DpH3的醋酸溶液与pH11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH7答案C解析95 的水尽管pH7,但因其电离出的HOH,故仍呈中性,A错误;醋酸为弱酸,pH3的醋酸稀释10倍时,促进其电离,故3pH4,B错误;pH3的醋酸与pH11的NaOH溶液等体积混合时,醋酸过量,pH7,D错误。考点溶液pH的计算题点关于溶液pH计算的综合12在25 时,关于下列溶液混合后溶液pH的说法中正确的是()ApH10与pH12

23、的NaOH溶液等体积混合,溶液的pH约为11BpH5的盐酸溶液稀释1 000倍,溶液的pH8CpH2的H2SO4与pH12的NaOH溶液等体积混合,混合液pH7DpH12的NH3H2O与pH2的HCl溶液等体积混合,混合液pH7答案C解析A项,OH混合 molL15.0103 molL1,H混合 molL121012 molL1,pHlg (21012)12lg 211.7,不正确;B项,pH5的盐酸中,水电离出的H不能忽略,稀释1 000倍后溶液的pH0.01 molL1,pH2的HCl,H0.01 molL1,等体积混合后剩余NH3H2O,溶液显碱性,不正确。13在室温下,下列叙述正确的是

24、()A将1 mL pH3的一元酸溶液稀释到10 mL,若溶液的pH4,则此酸为弱酸B将1 mL 1.0105 molL1盐酸稀释到1 000 mL,得到pH8的盐酸C用pH1的盐酸分别中和1 mL pH13的NaOH溶液和氨水,NaOH消耗盐酸的体积大DpH2的盐酸与pH1的硫酸比较,ClSO答案A解析A项,假设该酸是强酸,稀释10倍后,溶液的pH为4,实际上溶液的pH小于4,说明溶液中存在酸的电离平衡,所以该酸是弱酸;C项,pH相同的NaOH溶液和氨水,氨水的物质的量浓度大于氢氧化钠溶液,所以用pH1的盐酸分别中和1 mL pH13的NaOH溶液和氨水,氨水消耗盐酸的体积大。考点溶液pH的计

25、算题点关于溶液pH计算的综合14李同学在实验室测某溶液的pH。实验时,他先用蒸馏水润湿pH试纸,然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。(1)该学生的操作是 (填“正确的”或“错误的”),其理由是 。(2)如不正确,请分析是否一定有误差: 。(3)若用此法分别测定H相等的盐酸和醋酸溶液的pH,误差较大的是 ,原因是 。答案(1)错误的用湿润的pH试纸来测定溶液的pH,相当于将溶液稀释了,测出的不是原溶液的pH,若溶液不显中性,就会产生误差(2)不一定有误差,当溶液为中性时则不产生误差(3)盐酸的pH因为在稀释过程中醋酸继续电离产生H,使醋酸溶液中H受到的影响比盐酸中的小,故误差较小考点溶液的酸

26、碱性与pH题点溶液酸碱性的实验测定15已知水在25 和95 时,其电离平衡曲线如图所示。(1)25 时水的电离平衡曲线应为 (填“A”或“B”),请说明理由 。(2)25 时,将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为 。(3)95 时,若100体积pHa的某强酸溶液与1体积pHb的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则a与b之间应满足的关系是 。(4)曲线A所对应的温度下,pH2的HCl溶液和pH11的某NaOH溶液中,若水的电离程度分别用1、2表示,则1 (填“大于”“小于”“等于”或“无法确定”)2。(5)在曲线B所对应的

27、温度下,将0.02 molL1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,所得混合液的pH 。答案(1)A水电离需要吸热,温度越高Kw越大(2)101(3)ab14(4)小于(5)10解析(2)25 时,pH9的NaOH溶液中OH1105 molL1,pH4的硫酸中H1104 molL1,当二者恰好反应完时有1105V(碱)1104V(酸),V(碱)V(酸)101。(3)95 时,Kw11012mol2L2,pHa的强酸溶液中,H110a molL1,pHb的强碱溶液中,OH10b12 molL1,10010a110b12,2ab12,ab14。(4)由于盐酸中HNaOH

28、溶液中OH,结合水的电离方程式知二者对水电离程度的抑制能力前者较强,故1小于2。(5)等体积混合时,溶液中Ba2反应完毕,但此时OH消耗掉一半,故混合溶液中OH0.01 molL1,H11010 molL1,故pH10。考点溶液的pH的计算题点关于溶液pH计算的综合16(1)某温度(t )时,测得0.01 molL1 NaOH溶液的pH11,则该温度下水的Kw 。(2)在此温度下,将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的H2SO4溶液Vb L混合。若所得混合液为中性,且a11,b3,则VaVb 。若所得混合液为中性,且VaVb101,则ab 。若所得混合液的pH10,且a12,b2,则VaVb

29、 。答案(1)1013 mol2L2(2)11012 19解析(1)t 时,0.01 molL1的NaOH溶液中OH102 molL1,其pH11,即H1011 molL1,则水的离子积为1013 mol2L2。(2)pH11的NaOH溶液中OH102 molL1,pH3的H2SO4溶液中H103 molL1,酸中n(H)Vb L103 molL1,碱中n(OH)Va L102 molL1,若混合后呈中性,则Va102Vb103,即VaVb110。酸中n(H)Vb L10b molL1,碱中n(OH) molL11013a molL1,若混合后呈中性,则Vb10bVa1013a,即1013ab10,即ab12。若混合后pH10,即OH molL1103 molL1,故103,即VaVb19。考点溶液pH的计算题点关于溶液pH计算的综合

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