第3章 第1节 第2课时 水溶液的酸碱性与pH-【正禾一本通】2025-2026学年高二化学选择性必修1同步课堂高效讲义教师用书（鲁科版双选）

本讲义聚焦高中化学“水溶液的酸碱性与pH”核心知识点，系统梳理从溶液酸碱性判断依据（c(H⁺)与c(OH⁻)相对大小）、pH定义及范围，到测定方法（指示剂、pH试纸、酸度计），再到单一/混合/稀释溶液pH计算的完整脉络，构建概念到应用的学习支架。 该资料融合化学观念（电离平衡分析）与科学思维（计算模型构建），通过表格对比、探究问题（如强碱混合pH计算误区）、图像分析（稀释曲线）等设计，课中助力教师系统教学，课后习题与知识网络帮助学生巩固，提升解决实际问题能力。

第2课时　水溶液的酸碱性与pH [素养发展目标]　1.认识溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。2.能从电离、离子反应、化学平衡的角度分析溶液的酸碱性。3.能进行溶液pH的简单计算，能正确测定溶液pH，能调控溶液的酸碱性。4.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。 一、溶液的酸碱性与pH 1．溶液酸碱性的判断依据 溶液的酸碱性取决于溶液中c平(H＋)和c平(OH－)的相对大小 c平(H＋)和 c平(OH－)的关系 室温(25 ℃) c平(H＋) pH 酸性溶液 c平(H＋)>c平(OH－) c平(H＋)>1.0×10-7mol·L-1 <7 中性溶液 c平(H＋)＝c平(OH－) c平(H＋)＝1.0×10-7mol·L-1 ＝7 碱性溶液 c平(H＋)<c平(OH－) c平(H＋)<1.0×10-7mol·L-1 >7 2.溶液的pH (1)定义：pH是c平(H＋)的负对数，即pH＝－lg c平(H＋)。 (2)意义：pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。 (3)pH的适用范围(25 ℃时)：当溶液的酸碱度用pH表示时，其中c平(H＋)的大小范围一般为1×10-14mol·L-1<c平(H＋)<1 mol·L-1，即14>pH>0。 当c平(H＋)或c平(OH－)≥1 mol·L-1时，一般不用pH表示溶液的酸碱度，用c平(H＋)或c平(OH－)直接表示溶液的酸碱度更方便。 (4)室温下，溶液的酸碱性与pH的关系 溶液酸碱性与pH关系的理解 (1)pH＝－lg c平(H＋)，这里的c平(H＋)指溶液中氢离子浓度，而非水电离产生的氢离子浓度。 (2)溶液呈酸性或碱性的取决于溶液中c平(H＋)与c平(OH－)的相对大小，而不在于c平(H＋)或c平(OH－)的绝对大小。 (3)常温下，pH＝0的酸不是最强的酸，pH＝14的碱也不是最强的碱。 (4)常温下，比较pH与7的相对大小可用于判断溶液的酸碱性，但在不指明温度的情况下，pH＝7的溶液不一定呈中性。　　 二、溶液pH的测定方法 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 <5.0红色 5.0～8.0紫色 >8.0蓝色 酚酞 <8.2无色 8.2～10.0浅红色 ＞10.0红色 甲基橙 <3.1红色 3.1～4.4橙色 ＞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．酸度计法：精确测量溶液的pH的方法(读至小数点后2位)。 pH试纸使用的注意点 (1)使用pH试纸测定溶液pH时，不能用湿的玻璃棒蘸取待测液，或将pH试纸先用蒸馏水润湿，否则会将待测液稀释，导致所测定的pH可能不准确，若测定酸溶液则测得的pH偏大，若测定碱溶液则测得的pH偏小；同时也不能直接将pH试纸插入待测液，否则会污染待测液。 (2)若某溶液具有漂白性或强氧化性等，则不能利用pH试纸或酸碱指示剂来测定溶液pH，应利用pH计测定。 (3)用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。　　 1．下列说法一定正确的是(　　) A．pH>7，溶液呈碱性 B．pH<7，溶液呈酸性 C.pH＝6，溶液中c平(OH－)＝1×10-8mol·L-1 D．pH＝6，溶液中c平(H＋)＝1×10-6mol·L-1 D　[未指明溶液的温度，pH与7的相对大小关系不能用于判断溶液的酸碱性，A、B项错误；同理，未指明溶液的温度，Kw未知，无法根据c平(H＋)求得c平(OH－)，C项错误；pH＝6，则c平(H＋)＝1×10-6mol·L-1，D项正确。] 2．用pH试纸测定某无色溶液的pH，有关叙述正确的是(　　) 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试纸测得该无色溶液的pH为2.3 C.用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色变化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，测得的pH一定偏小 C　[用pH试纸测定溶液的pH时，不能将pH试纸放入溶液中，这样会污染溶液，正确的操作方法为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色变化并与标准比色卡对照，A项错误、C项正确；广泛pH试纸测得的pH为整数，B项错误；湿润的pH试纸会稀释待测液，使测得的酸溶液的pH偏大，碱溶液的pH偏小，中性溶液的pH不变，D项错误。] 探究一　溶液pH的计算 1．25 ℃时，0.005 mol·L-1的H2SO4溶液的pH是多少？1×10-5 mol·L-1的NaOH溶液的pH是多少？ 提示：　0.005 mol·L-1的H2SO4溶液pH＝2。NaOH溶液中c平(OH－)＝1×10-5 mol·L-1，则c平(H＋)＝＝1×10-9 mol·L-1，则pH＝9。 2.25 ℃时，pH＝13的NaOH溶液与pH＝11的Ba(OH)2溶液等体积混合，混合溶液的pH计算过程如下(忽略溶液的体积变化)： pH＝13的NaOH溶液c平(H＋)＝10-13 mol·L-1 pH＝11的Ba(OH)2溶液c平(H＋)＝10-11 mol·L-1 故二者的混合溶液中c平(H＋)＝×(10-13 mol·L-1＋10-11 mol·L-1)≈5×10-12 mol·L-1 pH＝－lgc平(H＋)＝－lg(5×10-12)≈11.3 该计算过程正确吗？ 提示：　不正确。强碱混合溶液求pH时，应先计算溶液中的c平(OH－)，然后借助Kw求c平(H＋)，最后求pH。设溶液的体积均为V，c平(OH－)＝＝0.050 5 mol·L-1，pH＝－lg ≈12.7。 3．pH＝11的氢氧化钠溶液，若加水稀释至10倍，其pH为多少？若加水稀释至10n倍，其pH为多少？若无限稀释，其pH接近于多少？ 提示：　pH＝11的氢氧化钠溶液，若加水稀释至10倍，pH减少1，等于10；加水稀释至10n倍，其pH减少n，为11－n；若无限稀释，溶液pH无限接近于7且略大于7。 1．单一溶液pH的计算(室温时) 溶液类型 相关计算 强酸(HnA) 溶液 设HnA的浓度为c mol·L-1，则c平(H＋)＝nc mol·L-1，pH＝－lg c平(H＋)＝－lg nc 强碱 [B(OH)n] 溶液 设B(OH)n的浓度为c mol·L-1，则c平(OH－)＝nc mol·L-1，c平(H＋)＝＝mol·L-1，pH＝－lg c平(H＋)＝14＋lg nc [注意]　在计算二元强酸(碱)溶液的pH时，要正确把握其“元”、c(酸)[c(碱)]、c平(H＋)·c平(OH－)之间的关系。例如室温时，0.01 mol·L-1盐酸的pH＝2，0.01 mol·L-1稀硫酸的pH＝－lg 0.02＝2－lg 2；室温时，pH＝2的盐酸中c(HCl)＝0.01 mol·L-1，pH＝2的稀硫酸中c(H2SO4)＝0.005 mol·L-1。 2．混合溶液pH的计算 溶液类型 相关计算 两种强酸混合 ⇒c混(H＋)＝⇒pH 两种强碱混合 ⇒c混(OH－)＝⇒ c平(H＋)＝⇒pH 强酸、强碱混合 恰好完全反应 pH＝7(25 ℃) 酸过量 c混(H＋)＝⇒pH 碱过量 c混(OH－)＝⇒c平(H＋)＝⇒pH [注意]　(1)进行上述表中的计算时，应注意两溶液混合时体积的变化，即混合液的总体积等于两溶液的体积之和。 (2)两种强酸等体积混合时，若二者pH之差≥2，则pH混≈pH小＋0.3；两种强碱等体积混合时，若二者pH之差≥2，则pH混≈pH大－0.3。例如，室温时，pH＝3和pH＝5的盐酸等体积混合，c(H＋)＝mol·L-1，此时pH≈－lg ＝3＋lg 2 ≈3＋0.3＝3.3；室温时，pH＝10和pH＝12的NaOH溶液等体积混合，c(OH－)＝mol·L-1，pH≈－lg(2×10-12)＝12－lg 2≈12－0.3＝11.7。 3．酸、碱溶液稀释时pH的计算 酸溶液(pH＝a) 碱溶液(pH＝b) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 a<pH<a＋n<7 pH＝a＋n<7 b>pH>b－n>7 pH＝b－n>7 无限稀释 此时考虑水的电离，pH只能接近7(略小于7) 此时考虑水的电离，pH只能接近7(略大于7) 1．(1)常温下，pH＝2的盐酸与等体积的水混合后溶液的pH＝________(已知lg 2≈0.3)。 (2)常温下，pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO)与c(H＋)的比值为_______________。 (3)常温下，取浓度相同的NaOH溶液和盐酸，以3∶2的体积比混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为________mol·L-1。 (4)常温下，pH＝3的硝酸溶液和pH＝12的氢氧化钡溶液按照9∶1的体积比混合后溶液的pH＝________。 (5)常温下，在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若 反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是________。 解析：　(1)常温下，pH＝2的盐酸中c平(H＋)＝10-2 mol·L-1，与等体积的水混合后溶液中c平(H＋)＝mol·L-1，pH＝－lg＝2＋lg 2≈2.3。(2)稀释前c(SO)＝mol·L-1，稀释后c(SO)＝ mol·L-1＝10-8mol·L-1，酸溶液稀释后c平(H＋)接近10-7mol·L-1，所以≈＝。(3)设二者的物质的量浓度均为c mol·L-1，由于反应后混合溶液呈碱性，则有＝0.01 mol·L-1，c＝0.05。(4)常温下，pH＝3的硝酸溶液中c平(H＋)＝10-3mol·L-1，pH＝12的Ba(OH)2溶液中c平(OH－)＝mol·L-1＝10-2mol·L-1，二者以9∶1的体积比混合，Ba(OH)2过量，反应后溶液呈碱性，混合溶液中c平(OH－)＝＝1×10-4mol·L-1，则混合后c平(H＋)＝＝mol·L-1＝1×10-10mol·L-1，故pH＝－lg 10-10＝10。(5)设氢氧化钡溶液的体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L，依题意知，n(Ba2+)＝n(SO)，由Ba(OH)2＋NaHSO4===BaSO4↓＋NaOH＋H2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)＝n[Ba(OH)2]＝×10-2V1 mol＝5×10-3V1 mol，则有＝1×10-3mol·L-1，故V1∶V2＝1∶4。 答案：　(1)2.3　(2)　(3)0.05　(4)10　(5)1∶4 探究二　酸、碱溶液稀释时的图像问题 1．浓度相同的HCl和CH3COOH，谁的pH大？ 提示：　盐酸为强酸，完全电离，c(H＋)＝c(HCl)，醋酸为弱酸，不完全电离，c(H＋)＜c(CH3COOH)，所以醋酸的pH大。 2．溶液在加水稀释的过程中，溶质的物质的量是否变化？离子的物质的量是否变化？ 提示：　根据c浓V浓＝c稀V稀，溶液在加水稀释过程中，溶质的物质的量是不变化的，强电解质产生的离子的物质的量也不变，但弱电解质溶液中离子的物质的量会增加。 3．pH相同的盐酸和醋酸稀释相同倍数，谁的pH变化大？ 提示：　盐酸。 　物质的量浓度相同或pH相同的一元强酸(强碱)溶液与一元弱酸(弱碱)溶液的稀释有以下规律，应当在理解的基础上记忆并应用。 1．起始物质的量浓度相同时的情况分析 (1)物质的量浓度相同的一元强酸溶液和一元弱酸溶液相比，弱酸溶液的pH大。稀释相同的倍数，仍是弱酸溶液的pH大；稀释至相同的pH，强酸溶液中加的水多。pH变化情况如图甲。 (2)物质的量浓度相同的一元强碱溶液和一元弱碱溶液相比，强碱溶液的pH大。稀释相同的倍数，仍是强碱溶液的pH大；稀释至相同的pH，强碱溶液中加的水多。pH变化情况如图乙。 2．起始pH相同时的情况分析 (1)将pH相同的一元强酸溶液和弱酸溶液稀释同样的倍数，弱酸溶液的pH变化小，强酸溶液的pH变化大；将pH相同的一元强酸溶液和弱酸溶液稀释后 pH仍相同，则弱酸溶液中所加的水比强酸溶液中的多。如图丙。 (2)将pH相同的一元强碱溶液和弱碱溶液稀释同样的倍数，强碱溶液的pH变化大，弱碱溶液pH变化小；将pH相同的一元强碱溶液和弱碱溶液稀释至相同的pH，则弱碱溶液中所加的水比强碱溶液中的多。如图丁。 2.取pH＝1的两种酸溶液HA、HB各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如右图所示，下列说法不正确的是(　　) A.同浓度、同体积的HA、HB溶液分别加入过量的锌粒，产生的氢气体积后者大 B.物质的量浓度：HA<HB C.若1<a<4，则HA、HB都是弱酸 D.体积相同、pH均为1的HA、HB溶液中分别滴加同浓度的NaOH溶液至完全反应，前者消耗的NaOH少 A　[同浓度、同体积的HA、HB溶液中溶质的物质的量相同，分别加入过量的锌粒，产生的氢气体积相同，A错误；HA、HB酸性强弱不同，且均为一元酸，当溶液的pH相同时，酸越弱，酸的浓度越大，根据题图分析可知，HA的酸性强于HB，则c(HB)>c(HA)，B正确；pH＝1的酸溶液加水稀释到原体积的1 000倍，若pH＝4，则为强酸，若1<a<4，则为弱酸，C正确；体积相同、pH均为1的HA、HB溶液，c(HB)>c(HA)，分别滴加同浓度的NaOH溶液至完全反应，HB消耗的氢氧化钠多，HA消耗的氢氧化钠少，D正确。] [知识网络] [要点归纳] 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： ①若pH1＋pH2＝14，则V酸＝V碱。 ②若pH1＋pH2≠14，则＝10。 (2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。 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平(H＋)＝1.0×10-7 mol·L-1 C.在100 ℃时，纯水的pH<7，因此显酸性 D.c平(OH－) ＝c平(H＋)的溶液呈中性 D　[当溶液中c平(H＋)＝c平(OH－)时呈中性；c平(H＋)>c平(OH－)时呈酸性；c平(H＋)<c平(OH－)时呈碱性。] 2．常温下，关于溶液的稀释，下列说法正确的是(　　) A.pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5 B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍后，溶液中由水电离产生的c平(H＋)＝1×10-6 mol·L-1 C.将1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13 D.pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6 C　[将1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，溶液中c平(OH－)＝＝0.1 mol·L-1，则c平(H＋)＝10-13 mol·L-1，所以pH＝13，故C正确。] 3．某温度下，相同体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是(　　) A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 B　[pH相同的盐酸(强酸)和醋酸(弱酸)溶液，稀释相同的倍数时，因醋酸在稀释时仍不断地电离，故盐酸的pH增大得多，故曲线Ⅰ代表盐酸稀释时的pH变化曲线，A错误；强酸溶液不断加水稀释时，溶液中离子浓度不断减小，导电性减弱，B正确；因为Kw仅仅是温度的函数，故在相同的温度下，a点Kw与c点Kw的数值相同，C错误；因盐酸和醋酸的pH相同，则c(醋酸)>c(盐酸)，稀释相同的倍数，由于醋酸存在电离平衡，故仍有c(醋酸)>c(盐酸)，D错误。] 4．计算下列溶液的pH。 (1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 mol·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)常温下，pH＝10和pH＝13的两种NaOH溶液等体积混合，pH＝________。 (4)常温下，pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等体积混合，pH＝________。 解析：　(1)①c平(H＋)＝0.005 mol·L-1×2＝0.01 mol·L-1，pH＝－lg 10-2＝2。②c平(H＋)＝0.01 mol·L-1÷100＝1×10-4 mol·L-1，pH＝－lg 10-4＝4。(2)c平(H＋)＝ mol·L-1≈5×10-4 mol·L-1，pH＝－lg(5×10-4) ＝4－lg 5≈3.3。(3)因为混合后的溶液呈碱性，c平(OH－)＝ mol·L-1≈5×10-2 mol·L-1，故c平(H＋)＝mol·L-1＝2×10-13 mol·L-1，pH＝－lg(2×10-13)＝13－lg 2≈12.7。(4)NaOH溶液中c平(OH－)＝10-2 mol·L-1，HCl溶液中c平(H＋)＝10-4 mol·L-1。二者等体积混合，碱过量，反应后的溶液呈碱性。c平(OH－)＝ mol·L-1≈5×10-3 mol·L-1，故c平(H＋)＝ mol·L-1＝2×10-12 mol·L-1，故pH＝－lg(2×10-12)＝12－lg 2≈11.7。 答案：　(1)①2　②4　(2)3.3　(3)12.7　(4)11.7 学科网（北京）股份有限公司 $