内容正文:
学
目标素养
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离与溶液的pH
第2课时 溶液的酸碱性与pH的计算
【学习目标】
1.会进行pH的简单计算。
2.了解溶液稀释时pH的变化规律。
3.会进行各类混和溶液的pH。
如何用简单的实验测定下列溶液的酸碱性?
生活中常见物质的pH
——用酸碱指示剂测定。
粗略测定——pH试纸
精确测定——pH计
溶液酸碱性
定性判断
定量判断
一、溶液的酸碱性测量方法
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 。
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
二、溶液的酸碱性和pH
任意条件下,溶液酸碱性的判断依据:
pH = -lg c(H+)
2.pH表示溶液酸碱性:
中性溶液: c(H+)=c(OH-) pH=7 (25℃)
酸性溶液: c(H+)>c(OH-) pH<7 (25℃)
碱性溶液: c(H+)<c(OH-) pH>7 (25℃)
5
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
c(H+)增大,pH减小
酸性增强
c(H+)减小,pH增大
碱性增强
6
(1)酸溶液
【例】已知:常温下, Kw=1.0×10-14,计算25℃,0.005mol/L H2SO4溶液pH:
c(H+)=0.01 mol/L pH=-lgc(H+)=2
酸溶液解题思路:直接求c(H+),再计算pH。
pH=-lgc(H+)
c(H+)=10-pH
三、溶液中pH的计算
(2)碱溶液
【例】已知:常温下, Kw=1.0×10-14,计算25℃,0.005mol/L Ba(OH)2溶液pH:
提示:c(OH-)=0.01 mol/L c(H+)=Kw/0.01=10-12 mol/L
pH=-lgc(H+)=12
(3)混合溶液
c(H+)混=
【例】求算25℃时pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合后的pH。
c(H+) = mol/L =5×10-4 mol/L
10-3+10-5
2
pH=-lgc(H+)=-lg(5×10-4)=3.3
*pH=2的盐酸和pH=4的盐酸溶液等体积混合后,所得溶液的pH= 。
pH=2的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合后,所得溶液的pH= 。
2.3
2.3
①强酸与强酸混合
②强碱与强碱混合
【例】求算25℃时pH=10与pH=12的氢氧化钠等体积混合后的pH。
c(OH-) = mol/L =5×10-3 mol/L
10-4 + 10-2
2
c(H+) = = = 2 ×10-12 mol/L
KW
c(OH-)
10-14
5×10-3
pH=-lgc(H+) =- lg(2×10-12)=11.7
变式1.pH=11的Ba(OH)2 溶液与pH=9的NaOH溶液按体积比1∶1混合后的pH是________。
变式2.pH=13的Ba(OH)2 溶液与pH=10的NaOH溶液按体积比1∶1混合后的pH是________。
10.7
12.7
【例1】在25℃时,100 mL 0.6 mol/L的盐酸与等体积0.4 mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH等于_____。
1
解:NaOH + HCl== NaCl + H2O
0.04 mol
0.06 mol
pH=-lgc(H+)
=-lg[(0.06-0.04)/(0.1+0.1)]
=-lg10-1
=1
【例2】在25 ℃时,100 mL 0.4 mol/L 的盐酸与等体积0.6 mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少?
解:NaOH + HCl == NaCl + H2O
c(OH-)=
0.1×0.6 – 0.1×0.4
0.2
mol/L
= 0.1
mol/L
=10-13
1×10-14
0.1
c(H+)=
pH=-lg10-13=13
酸过量: c(H+)=
碱过量:c(OH-) =
③强酸与强碱混合
1.pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
酸碱溶液稀释时pH的变化图像
2.c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
无论是c相等还是pH相等,加水稀释相同倍数pH变化大的都是强酸或强碱。
强酸
弱酸
弱碱
强碱
【学习评价】
A
溶液的稀释 稀释后所得溶液的pH
pH=3的稀盐酸加水稀释100倍
pH=2的稀硫酸加水稀释100倍
pH=11的NaOH溶液加水稀释100倍
pH=12的Ba(OH)2溶液加水稀释100倍
pH=5的稀盐酸加水稀释1 000倍
pH=9的NaOH溶液加水稀释1 000倍
5
4
9
10
约为7
约为7
(1)把pH=2的HCl溶液V1 和 pH=12的NaOH溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= ______;
(2)把pH=2的HCl溶液V1 和 pH=11的NaOH溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= _______;
(3)把pH=2的HCl溶液V1 和 pH=13的NaOH溶液V2混合后,溶液呈中性。则V1:V2= ______。
1:1
10:1
1:10
【变式练习】
课堂达标
(1)某溶液的pH=7,该溶液一定显中性。 ( )
(2)用pH试纸测定氯水的pH为3。 ( )
(3)一定温度下,pH=a的氨水,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1。 ( )
(4)25 ℃时,某溶液中水电离出的c(H+)=10-13,则该溶液的pH一定为13。 ( )
(5)室温下,pH=3的盐酸跟pH=11的氨水等体积混合后,pH一定大于7。 ( )
(6)室温下,pH=3的磷酸跟pH=11的氢氧化钾溶液等体积混合后,pH一定大于7。 ( )
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)
√
×
×
×
×
×
人体血液的pH值是7.35~7.45时正常;
人体血液的pH值<7.35时,处于亚健康状况;
人体血液的pH值=6.9时,变成植物人;
人体血液的pH值是6.85~6.45时会死亡。
人体部分体液的pH值
三、pH的应用
1、人类的生活和健康
2、科学实验
3、环境保护
4、工农业生产
1. pH与人体健康
2.溶液酸碱度对头发的影响
讨论:溶液的酸碱度对头发有什么影响?对你选择洗发液有什么启示?
碱性物质对头发有损坏作用。所以洗发液应选接近中性的,不要选碱性大的洗发液,然后再用微酸性的护发素来保护头发。
pH=1 pH=4 pH=7 pH=10 pH=13
观察头发光泽 光泽好 较好 正常 不好 很不好
拉断的难易程度 难 较难 正常 易 很易
3.化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里进行。
硫酸厂呈酸性的废水
印染厂呈碱性的废水
用碱性物质处理
用酸性物质处理
两工厂同时排放废水,怎样处理最节约成本?
18
4.农业生产中土壤pH的影响。
土壤pH和有效养分的关系
如果想在酸性土壤中种薄荷,可以用什么改良土壤,使其适合薄荷的生长?
19
5.测量雨水的pH,以监测酸雨的发生。
正常雨水pH约为5.6,因为溶有CO2 。当pH< 5.6时,被称为酸雨 。酸雨主要是人为地向大气中排放大量的酸性物质( SOx 、NOx等)造成的,如:燃烧含硫量高的煤,机动车排放的尾气(硫化物和氮化物等酸性气体),遇到水蒸气和冷空气就会形成酸雨。酸雨可以随大气流动而漂移,影响范围大。
20
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
21
pH
的
计
算
单一溶液
强酸与强碱
弱酸与弱碱
混合溶液
强酸或强碱混合
强酸与强碱混合
胸有文墨怀若谷,
腹有诗书气自华!
23
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