内容正文:
第二节 水的电离和溶液的pH
第三章 水溶液中的离子平衡
第二课时 溶液的酸碱性与pH
1
纯水 0.1 mol·L-1 NaOH溶液 0.1 mol·L-1盐酸
c(H+)/ (mol·L-1) ________ _________ ____
c(OH-)/ (mol·L-1) _______ ____ _________
c(H+) 、c(OH-)的相对大小 c(H+)___ c(OH-) c(H+) c(OH-) c(H+) c(OH-)
溶液的酸碱性 _____ _____ _____
25 ℃时,分析下列溶液的氢离子和氢氧根离子浓度
1×10-7
1×10-13
0.1
1×10-7
0.1
1×10-13
=
<
>
中性
碱性
酸性
无论是酸溶液中还是碱溶液或盐溶液中都同时存在H+和OH-!
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
任意条件下,溶液酸碱性的判断依据:
若c(H+)= c(OH-),中性,c(H+)越大,酸性越强
若c(H+)> c(OH-),酸性
若c(H+)< c(OH-),碱性,c(OH-)越大,碱性越强
二、溶液的酸碱性和pH
25℃时
中性:
酸性:
碱性:
c(H+)=1×10-7 mol/L
c(H+)>1×10-7 mol/L
c(H+)<1×10-7 mol/L
3
pH = -lg c(H+)
2.pH表示溶液酸碱性:
引入pH概念的必要性:比用物质的量浓度简便。
用pH值表示c(H+)或c(OH-)<1 mol/L的稀溶液酸碱性比较方便。
c(H+)或c(OH-)>1 mol/L的溶液的酸碱性直接用离子浓度表示。
pH的范围通常是 0~14
4
pH
酸性增强
碱性增强
0 100
1 10-1
2 10-2
3 10-3
4 10-4
5 10-5
6 10-6
7 10-7
8 10-8
9 10-9
10 10-10
11 10-11
12 10-12
13 10-13
14 10-14
c(H+)
常温25℃时判据
中性
pH=0 并非无H+,而是c(H+)=1mol/L
pH=1 c(H+)≠1mol/L,而是等于0.1mol/L
3、溶液的酸碱性与pH
pH=7,中性
pH<7,酸性
pH>7,碱性
5
注意:
1. c(H+) > 1mol/L或 c(OH -) > 1mol/L时,直接用 c(H+)或c(OH -)表示溶液的酸碱性更为方便
温度 Kw pH范围 中性溶液pH
25℃ 10-14 0~14 7
100℃ 10-12 0~12 6
2.pH的范围:0→-lgKw , 受温度影响
6
溶液的pH值——正误判断
1、一定条件下 pH值越大,溶液的酸性越强( )
2、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。( )
3、强酸溶液的pH值一定大。( )
4、pH值等于6一定是一个弱酸体系。( )
5、pH值有可能等于负值。( )
6、pH值相同的强酸和弱酸中c(H+) 相同。( )
×
×
×
×
×
√
随堂练习
7
酸碱指示剂法
只能测出pH范围
广泛pH试纸法
粗略测定溶液pH, 读整数;pH试纸不能润湿
4.pH测量方法:
精密pH试纸法
可读到小数点后一位
思考:pH试纸润湿后测得pH一定有误差吗?
试纸的使用方法:用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液滴在试纸上,在半分钟内将试纸与标准比色卡进行对照得pH 。
不一定,若原溶液呈中性则无影响
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注意:
① pH试纸不能润湿;
② 玻璃棒应干燥洁净;
③ 应在半分钟内观察,时间长,pH试纸所显示的颜色会改变。
(检验气体要润湿)
9
pH计法
精确测定溶液pH,可读到小数点后两位
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三、pH的应用
1、工农业生产
2、科学实验
3、人类的生活和健康
4、环境保护
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(1)任何温度下,如果c(H+)不等于c(OH-),则溶液一定呈现酸碱性( )
(2)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性( )
(3)升高温度水的电离程度增大,酸性增强( )
(4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH,一定会使结果偏低( )
(5)用广泛pH试纸测得某溶液的pH为3.4( )
(6)用pH计测得某溶液的pH为7.45( )
√
×
×
正误判断
×
×
√
深度思考
1.某溶液中c(H+)=1×10-6 mol·L-1,该溶液一定呈酸性吗?
提示 未指明温度,不一定呈酸性。
2.(1)pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿?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试纸不能用蒸馏水润湿,润湿后相当于稀释了溶液。若是酸性溶液,则润湿后测得pH偏大;若为碱性溶液,则润湿后测得pH偏小;若为中性溶液,则无影响。
(2)某同学用pH试纸测量新制氯水的pH为1,他的结论正确吗?
提示 新制氯水具有漂白性,不能使用pH试纸进行测定,其结论错误。
(3)现欲测定100 ℃沸水的pH及酸碱性,甲同学使用pH试纸测定,请推测pH试纸呈什么颜色,溶液的酸碱性如何?
提示 pH试纸呈淡黄色,沸水呈中性。
1.下列关于溶液的酸碱性,说法正确的是
A.pH=7的溶液呈中性
B.中性溶液中一定有c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1
C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性
D.在100 ℃时,纯水的pH<7,因此显酸性
应用体验
√
2.用pH试纸测定某无色溶液的pH,下列说法正确的是
A.将pH试纸放入溶液中,观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得氯水的pH为2
C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在pH试纸上,观察其颜色并与标
准比色卡对照
D.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液,滴在湿润的pH试纸上,测量的pH一定偏低
√
水的电离
水的电离
影响因素
水溶液的酸碱性
电离方程式的书写
水的离子积常数
温度
盐
酸、碱
归纳总结
取决于c(H+)和c(OH-)相对大小
pH = -lg c(H+)
常温pH=7为中性
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二、溶液pH的计算
1.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
① ;
② 。
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
① ;
② ;
③ 。
c(H+)=nc mol·L-1
pH=-lg nc
c(OH-)=nc mol·L-1
pH=14+lg nc
2.混合溶液pH的计算方法
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
(3)强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)。
②酸过量:
③碱过量:
1.25 ℃时,pH=1的硫酸溶液的浓度是多少?pH=12的氢氧化钡溶液的浓度是多少?
深度思考
2.25 ℃时,某溶液中由水电离产生的c(H+)和c(OH-)的乘积为1×10-18,请探究该溶液的pH可能为多少?
提示 该溶液中水提供的c水(OH-)=c水(H+)=1×10-9 mol·L-1。显然远比纯水提供的c(H+)和c(OH-)小得多,这说明水的电离受到了酸或碱的抑制。若为酸溶液,则酸提供的c(H+)=1×10-5 mol·L-1,pH=5;若为碱溶液,则碱提供的c(OH-)=1×10-5 mol·L-1,pH=9。
1.按照要求填空:
常温下,0.05 mol·L-1的硫酸溶液的pH=_____。
常温下,0.001 mol·L-1的氢氧化钾溶液的pH=_____。
应用体验
1
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2.向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液,恰好反应时溶液体积为100 mL,则反应后溶液的pH为
A.2 B.3 C.4 D.5
√
3.常温下,将200 mL 5×10-3 mol·L-1 NaOH溶液与100 mL 2×10-2 mol·
L-1 NaOH溶液混合
(1)混合后溶液的c(OH-)=__________ mol·L-1。
(2)混合后溶液的pH是_____。
1.0×10-2
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4.常温下,若1体积硫酸与2体积pH=11的氢氧化钠溶液混合后的溶液的pH=3(混合后体积变化不计),则硫酸与氢氧化钠物质的量浓度之比应为
A.5∶1 B.5∶2 C.1∶5 D.2∶5
√
5.计算填空:
(1)常温下,0.2 mol·L-1 NaHSO4和0.1 mol·L-1 BaCl2溶液按等体积混合后,则溶液的pH等于_______。
1
(2)常温下,用pH=4和pH=11的强酸和强碱混合,使pH=10,则两溶液的体积比为________。
9∶2
方法总结
返回
c(H+)== mol·L-1
先计算c混(OH-)=,
再求c混(H+)=,最后求pH。
c混(H+)=,然后再求pH。
先求c余(OH-)=,
再求c(H+)=,最后求pH。
先求c余(H+)=,再求pH。
提示pH=1,c(H+)=0.1 mol·L-1,c(H2SO4)=0.05 mol·L-1。pH=12,c(H+)=1×10-12 mol·L-1,c(OH-)== mol·L-1=1×10-2 mol·L-1,故氢氧化钡溶液的浓度是5×10-3 mol·L-1。
解析 10 mL pH=2的稀硫酸中n(H+)=1×10-2mol·L-1×10×10-3 L=1×10-4mol,由H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl可知反应后溶液中
c(H+)==1×10-3mol·L-1,故pH=3。
$$