第二单元 溶液的酸碱性 第1课时（教学课件） 化学苏教版2019选择性必修1

专题3 水溶液中的 离子反应 第二单元 溶液的酸碱性 第1课时 溶液的酸碱性 苏教版2019选择性必修1 2 溶液的酸碱性与pH 1 知识导航 溶液pH的计算 明·学习目标 1.结合真实实例，能判断溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法； 2.能进行溶液的pH计算，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。 引·新课导入 “呼吸性碱中毒” 呼吸性碱中毒是一种由过度通气引起的疾病，表现为动脉血二氧化碳分压降低和血液pH值升高。常见表现为呼吸急促、心率加快以及手足、口周麻木和针刺感、面色苍白、肌震颤和眩晕等。 急性呼吸性碱中毒的患者可吸入CO2的混合气体或使患者反复屏气，或用纸袋罩住口鼻（留出呼吸通道）来呼吸，以维持血浆中的H2CO3浓度。同时，针对病因进行治疗，经过以上治疗，患者的症状可迅速得到控制。 引·新课导入 溶液的酸碱性对人类的生产、生活有十分重要的影响。人体体液的pH必须保持在一定范围内才能保证身体健康，如血液的pH必须保持在7.35与7.45之间，超出这个范围，生理功能就会失调，严重的可能危及生命。植物的生长也需要适宜的pH范围。许多化工产品的生产，需控制在一定pH的溶液中进行，否则会影响产品的质量，有的甚至得不到产物。因此，准确测定和控制溶液的酸碱度就显得十分必要。 如何准确判断和测定溶液的酸碱性呢？ 01 溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH 25 ℃时，水的离子积常数Kw＝c (H＋)·c (OH－)＝1.0×10－14，请分别计算浓度均为0.01 mol·L－1的盐酸、氯化钠溶液、氢氧化钠溶液中H+和OH-的浓度。请根据计算结果讨论溶液的酸碱性与H+、OH-浓度的关系。 0.01mol·L－1溶液 盐酸 氯化钠 氢氧化钠 C（H+） C（OH-） C（H+）与 C（OH-）的关系 溶液的酸碱性 1.0×10－2 1.0×10－12 c(H+)>c(OH-) 酸性 1.0×10－7 1.0×10－7 c(H+)=c(OH-) 中性 1.0×10－2 1.0×10－12 c(H+)<c(OH-) 碱性 探·知识奥秘 当温度为25 ℃时，溶液的酸碱性与溶液中 H＋、OH－浓度有如下关系： 酸性溶液：c (H＋)＞c (OH－)，c (H＋)＞1×10－7mol·L－1，c (H＋)越大，酸性越强； 中性溶液：c (H＋)＝c (OH－)＝ 1×10-7mol·L－1； 碱性溶液：c (H＋)＜c (OH－)，c (H＋)＜1×10－7mol·L－1，c (OH－)越大，碱性越强。 判断依据 一、溶液的酸碱性与pH 1.溶液的酸碱性 2.溶液的pH 探·知识奥秘 当溶液中H+或OH-浓度小于1 mol·L－1时，直接用H+或OH-浓度表示溶液的酸碱性时，数值常常很小（比如0.0001 mol·L－1NaOH溶液），使用很不方便，怎么解决这个问题呢？ 一、溶液的酸碱性与pH 在实际应用中，人们用溶液中氢离子浓度的负对数（pH）来表示溶液的酸碱性，pH与氢离子浓度的数学关系可表示为： pH =－lg c(H+) 2.溶液的pH 探·知识奥秘 请利用水的离子积常数，根据溶液的pH与氢离子浓度的关系填写下表。 一、溶液的酸碱性与pH 溶液1 溶液2 溶液3 c(H＋)/(mol·L－1) 10 c(OH-)/(mol·L－1) pH 1×10-5 1×10-7 1×10－9 1×10－7 1×10－4 1×10－10 5 7 Kw＝c (H＋)·c (OH－)＝1.0×10－14 pH =－lg c(H+) 2.溶液的pH 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH 溶液的pH与溶液中氢离子浓度的关系（25 ℃） 小结：溶液的pH越小，H+浓度越大，酸性越强； 溶液的pH越大，OH-浓度越大，碱性越强。 3.溶液pH的测定方法 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH 如何用实验测定溶液的pH呢？ (1)酸碱指示剂法(只能测定溶液的pH范围) 指示剂 石蕊 酚酞 甲基橙 变色范围(颜色与pH的关系) 红色←5.0紫色8.0→蓝色 无色←8.2粉红色10.0→红色 红色←3.1橙色4.4→黄色 3.溶液pH的测定方法 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH 如何用实验测定溶液的pH呢？ (2)pH试纸法 正确操作：将pH试纸放在玻璃片上，用玻璃棒或滴管蘸取少量溶液，滴在试纸的中央，然后迅速与标准比色卡对照。 3.溶液pH的测定方法 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH (2)pH试纸法 注意事项： (1)不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液，也不能将pH试纸先用水润湿，否则会将溶液稀释，可能导致所测定的pH不准确，使酸性溶液的pH变大，碱性溶液的pH变小，但中性溶液不受影响。 (2)有强氧化性和有颜色的物质，不能用pH试纸测定其pH，如新制氯水、NaClO、漂白粉溶液、双氧水、KMnO4溶液、FeCl3溶液、CuSO4溶液等。 (3)pH试纸不能测c(H＋)>1 mol·L－1或c(OH－)>1 mol·L－1的溶液的pH。 3.溶液pH的测定方法 探·知识奥秘 一、溶液的酸碱性与pH 如何用实验测定溶液的pH呢？ (3)pH计法（可精确测定试液的pH，读至小数点后2位) 便 携 式 台式 pH传感器，是用来检测被测物中氢离子浓度并转换成相应的输出信号的传感器，也称pH探头，由玻璃电极和参比电极两部分组成，可全量程测量溶液的酸碱度，自动绘制出溶液的pH曲线。在进行实验前，必须将pH传感器连接到数据采集器的端口，用标准缓冲溶液润洗传感器2~3次，然后将pH传感器浸入到缓冲溶液中测量数据，并调节pH传感器读数，再将pH探头伸入待测溶液中进行测定。pH传感器常用于酸碱滴定。 pH传感器 1．下列溶液一定呈中性的是(　　) A．由非电解质溶于水得到的溶液 B．c(OH－)、c(H＋)均为5.0×10－7 mol·L－1的溶液 C．等物质的量的强酸与强碱反应得到的溶液 D．将c(OH－)＝10－5 mol·L－1的烧碱溶液稀释到原来的100倍所得到的溶液 析·典型范例 B A．pH＝0的溶液不存在 B．使用广范pH试纸测得某溶液的pH＝3.5 C．中性溶液的pH不一定等于7 D．酸或碱溶液在稀释时，溶液的pH均减小 2．下列说法正确的是(　　) 析·典型范例 C 02 溶液pH的计算 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 核 心 公 式 pH =－lg c(H+) Kw＝c (H＋)·c (OH－) 制 胜 口 诀 酸按酸(H＋)，碱按碱(OH－)； 酸碱中和求过量，无限稀释7为限。 探·知识奥秘 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 ℃)： c(H＋)＝nc mol·L－1；pH＝－lg nc (2) c mol·L－1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)： c(OH－)＝nc mol·L－1；c(H＋)＝Kw/c(OH－)＝10-14/ncmol·L－1； pH＝14＋lg nc。 例1：（1）常温下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液的pH＝______。 (2)常温下，0.001 mol·L－1的氢氧化钾溶液的pH＝______。 1 11 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 1.单一溶液pH的计算 思考：若想求c mol·L－1弱酸或弱碱溶液的pH (25 ℃)，则还需知道什么条件？ 弱酸或弱碱的电离常数Ka或Kb 例2：0.1 mol·L－1的醋酸溶液的pH＝______。（已知该温度下醋酸电离常数为1.0×10-5） Ka= ———— ≈ ———— ➯ c（H+）=1.0×10-3 mol·L－1 c2（H+） 0.1- c（H+） c2（H+） 0.1 3 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 2.溶液稀释后pH的计算 （1）25 ℃时，pH＝a 的强酸溶液，加水稀释10X倍，则稀释后的pH =a+x （不能大于7）；pH＝a 的弱酸溶液，加水稀释10X倍，则稀释后的 a<pH <a+x （不能大于7） (2)25 ℃时，pH＝b 的强碱溶液，加水稀释10X倍，则稀释后的pH =b-x （不能小于7）；pH＝b 的弱碱溶液，加水稀释10X倍，则稀释后的b-x<pH <b （不能小于7） 例3：（1）常温下，1mLpH=2的硫酸溶液稀释到100mL，pH＝______。 (2)常温下，1mLpH=12的烧碱溶液稀释到1000mL，pH＝______。 （3）常温下，1L0.01 mol·L－1的氢氧化钡溶液稀释到2L，pH＝______。 4 9 12 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 溶液稀释时pH的变化图像 拓 展 (1)相同体积、相同浓度的盐酸和醋酸 加水稀释至相同的倍数，醋酸的pH大   加水稀释到相同的pH，盐酸加入的水多 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 溶液稀释时pH的变化图像 拓 展 (2)相同体积、相同pH的盐酸和醋酸 加水稀释至相同的倍数，盐酸的pH大   加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 3.溶液混合后pH的计算 溶液类型 两种强酸混合 两种强碱混合 相关计算 c混(H＋)＝ 先计算c混(OH－)＝ ，再求c混(H＋)＝ 例4：（1）常温下，pH=1的硫酸与pH=3的盐酸等体积混合后pH＝______。 (2)常温下，将pH=9与pH=11的两种氢氧化钠溶液等体积混合后pH＝______。 1.3 10.7 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 3.溶液混合后pH的计算 溶液类型 强酸、强碱混合 强酸、强碱混合 强酸、强碱混合 溶液类型 恰好完全反应 酸过量 碱过量 相关计算 pH＝7(25 ℃) pH<7(25 ℃)； 求c余(H＋)＝ pH>7(25 ℃)；先求c余(OH－)＝ , 再求c(H＋)＝ 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 3.溶液混合后pH的计算 例5：(1)t ℃时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH＝11，则该温度下水的Kw＝ 。 (2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的H2SO4溶液Vb L混合。 ①若所得混合液呈中性，且a＝11，b＝3，则Va：Vb＝ 。 ②若所得混合液呈中性，且Va：Vb＝10：1，则a＋b＝ 。 ③若所得混合液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va：Vb＝ 。 10－13 1：10 12 1：9 探·知识奥秘 二、溶液pH的计算 酸碱发生中和反应后溶液pH的判断技巧 拓 展 (1)常温时酸与碱的pH之和为14， 等体积混合 强酸+强碱，pH=7； 强酸+弱碱，pH>7； 弱酸+强碱，pH<7. (2)常温时强酸pH1与强碱的pH2 等体积混合 若pH1+pH2=14，则pH=7； 若pH1+pH2>14，则pH>7； 若pH1+pH2<14，则pH<7。 1．在常温下，下列各组溶液的c(H＋)一定等于1×10－7 mol/L的是(　　) A．pH＝2和pH＝12的两种溶液以等体积混合 B. 0.05 mol/L H2SO4溶液与0.10 mol/L NaOH溶液以等体积混合 C．将pH＝5的CH3COOH溶液稀释100倍 D．pH＝1的H2SO4与0.10 mol/L Ba(OH)2溶液以等体积混合 析·典型范例 B 2．常温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是(　　) A．pH＝3的盐酸和pH＝11的氨水等体积混合 B．pH＝3的盐酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合 C．pH＝3的醋酸和pH＝11的氢氧化钡溶液等体积混合 D．pH＝3的硫酸和pH＝11的氨水等体积混合 析·典型范例 C 溶液的酸碱性与pH 溶液pH的计算 溶液酸碱性的判断 溶液pH的定义 溶液稀释后pH计算 理·核心要点 溶液的酸碱性 单一溶液pH计算 溶液pH的测定 溶液混合后pH计算 1．常温下，pH＝11的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是(　　) A．X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等 B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强 C．分别完全中和X、Y这两种碱溶液时，消耗同浓度盐酸的体积V(X)>V(Y) D．若9<a<11，则X、Y都是弱碱 练·技能实战 D A．100 ℃时水的电离常数较小 B．前者c(H＋)比后者大 C．水的电离过程是一个吸热过程 D．Kw和温度无直接关系 2．已知在100 ℃时水的离子积Kw＝1×10－12，下列溶液的温度均为100 ℃。其中说法正确的是(　　) 练·技能实战 A A．0.005 mol·L－1的H2SO4溶液，pH＝2 B．0.001 mol·L－1的NaOH溶液，pH＝11 C．0.005 mol·L－1的H2SO4溶液与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性 D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝9的NaOH溶液100 mL 解析 H2SO4电离出的c(H＋)＝0.02 mol·L－1，由Kw＝1.0×10－14可知c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1，OH－是由水电离产生的，则水电离产生的c(H＋)＝c(OH－)＝5×10－13 mol·L－1。 3.某温度下纯水的c(H＋)＝1.0×10－6 mol·L－1，在此温度下，将pH＝8的Ba(OH)2溶液与pH＝5的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不计)。欲使混合溶液的pH＝7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为(　　) 练·技能实战 A．11∶1　　　B．9∶2　　　C．1∶11　　　D．2∶9 D A．常温下，将1 mL pH＝4的盐酸稀释至100 mL后，pH等于6 B．常温下，pH均为3的醋酸和硝酸，CH3COOH的浓度大于HNO3的浓度 C．常温下，pH为1的硝酸中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液，恰好完全中和 D．常温下，若V1 L pH＝11的NaOH溶液与V2 L pH＝3的HA溶液混合后显中性，则V1≤V2 4．下列说法不正确的是(　　) 练·技能实战 A．常温下，将1 mL pH＝4的盐酸稀释至100 mL后，pH等于6 B．常温下，pH均为3的醋酸和硝酸，CH3COOH的浓度大于HNO3的浓度 C．常温下，pH为1的硝酸中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液，恰好完全中和 D．常温下，若V1 L pH＝11的NaOH溶液与V2 L pH＝3的HA溶液混合后显中性，则V1≤V2 D 感谢 您的聆听 THANKS 苏教版2019选择性必修1