第3章 第1节 第2课时 水溶液的酸碱性与pH-(配套课件)【精讲精练】2026-2027学年高中化学选择性必修第一册(鲁科版)
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教辅
摘要:
该高中化学课件聚焦水溶液的酸碱性与pH,核心知识点包括溶液酸碱性与c(H⁺)、c(OH⁻)的关系,pH的定义、计算及测定方法。课堂从水的电离出发,通过对比c(H⁺)和c(OH⁻)引入酸碱性判断,再过渡到pH的定量描述,构建从定性到定量的学习支架。
其亮点在于结合科学思维与科学探究,通过合作探究(如pH试纸使用、溶液稀释对电离的影响)和归纳总结(判断酸碱性的误区),以表格对比、分步计算实例(单一溶液、稀释、混合)帮助学生形成系统认知。学生能提升证据推理和模型建构能力,教师可利用结构化资源实施探究式教学,提高教学效率。
内容正文:
第3章 物质在水溶液中的行为
第1节 水与水溶液
第2课时 水溶液的酸碱性与pH
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第3章 物质在水溶液中的行为
化学•选择性必修1 化学反应原理(配LK版)
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第3章 物质在水溶液中的行为
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目
录
新知学习探究
01
CONTENTS
03
知能达标训练
02
随堂巩固演练
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新知学习探究
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pH=-lg c平(H+)
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玻璃片或表面皿上
标准比色卡
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知能达标训练
03
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第3章 物质在水溶液中的行为
化学•选择性必修1 化学反应原理(配LK版)
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[学习目标] 1.了解溶液的酸碱性与溶液中c平(H+)和c平(OH-)的关系。2.知道pH的定义,了解溶液的酸碱性与pH的关系,并能进行有关pH的简单计算。3.能正确测定溶液pH,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应用。
知识点一 水溶液的酸碱性
1.溶液的酸碱性与溶液中c平(H+)和c平(OH-)的关系
溶液
c平(H+)与c平(OH-)的相对大小
c平(H+)的范围(25 ℃)
中性溶液
c平(OH-)___c平(H+)
c平(H+)___ 1.0×10-7 mol·L-1
酸性溶液
c平(OH-)___c平(H+)
c平(H+)___ 1.0×10-7 mol·L-1
碱性溶液
c平(OH-)___c平(H+)
c平(H+)___ 1.0×10-7 mol·L-1
2.溶液的pH
(1)概念:pH是c平(H+)的负对数,其表达式是__________________。
(2)25 ℃时,溶液酸碱性与c平(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
<5.0红色
5.0~8.0紫色
>8.0蓝色
酚酞
<8.2无色
8.2~10.0粉红色
>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____________________,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_____________对照,读出pH。
(3)酸度计法:精确测定溶液的pH的方法。(读至小数点后2位)
[注意] c平(H+)=10-7 mol·L-1溶液不一定呈中性,只有在常温下,c平(H+)=10-7 mol·L-1的溶液才呈中性,而在其他温度下不呈中性。
1.25 ℃时,pH=3.5的溶液中,c平(H+)、c平(OH-)分别是多少?
提示:由pH=-lg c平(H+)知,pH=3.5的溶液中,c平(H+)=10-3.5mol·L-1,c平(OH-)=KW/c平(H+)=10-10.5 mol·L-1。
2.酸或碱溶液稀释时,水的电离平衡如何改变?
提示:酸(或碱)溶液稀释时,c平(H+)[或c平(OH-)]减小,水的电离平衡向右移动。
3.pH试纸使用前能否用蒸馏水润湿?若用润湿的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。
4.用广泛pH试纸测得某硫酸溶液的pH为4.2,他的结论正确吗?为什么?
提示:不正确。用广泛pH试纸测定pH时,得到的是估量值而非确切值,只能读取整数值。
判断溶液酸碱性的误区
(1)pH<7的溶液不一定显酸性。
(2)c平(H+)>10-7 mol·L-1不一定显酸性。
(3)25 ℃时,由水电离出的c平(H+)<10-7 mol·L-1的溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液。
(4)使酚酞显无色(pH<8.2)的溶液不一定显酸性。
(5)c平(H+)很小的溶液不一定显碱性。
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
解析 C A项中运用pH判断溶液的酸碱性时,用到了水的离子积常数,它与温度有关,但A项未给出温度,所以A错误;在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但并不一定等于1.0×10-7 mol·L-1,所以B错误,C正确;100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是呈中性,所以D错误。
2.根据公式计算下列溶液的pH(常温),并比较其酸碱性的强弱。
(1)①c平(H+)=1×10-5 mol·L-1的溶液pH=________;
②0.001 mol·L-1的稀盐酸pH=________;
③0.005 mol·L-1的稀硫酸pH=________;
上述三种溶液酸性由强到弱的顺序:________(填序号)。
(2)①c平(H+)=1×10-9 mol·L-1的溶液pH=________;
②c平(OH-)=1×10-4的溶液pH=________;
③0.001 mol·L-1的稀NaOH溶液pH=________;
上述三种溶液碱性由强到弱的顺序为__________(填序号)。
答案 (1)①5 ②3 ③2 ③>②>①
(2)①9 ②10 ③11 ③>②>①
知识点二 溶液pH的计算
探究1 单一溶液pH的计算
1.计算常温时下列溶液的pH。
(1)0.005 mol/L的稀硫酸的pH=________。
(2)0.005 mol·L-1的Ba(OH)2溶液的pH=________。
解析 (1)c平(H+)=0.005 mol/L×2=0.01 mol/L,pH=-lg 0.01=2。
(2)c平(OH-)=0.005 mol/L×2=0.01 mol/L,c平(H+)=eq \f(KW,c平(OH-))=10-12 mol/L,pH=-lg 10-12=12。
答案 (1)2 (2)12
探究2 溶液稀释时pH的计算
2.常温下,计算下列溶液稀释时的pH。
(1)pH=3的盐酸稀释到原来的10倍,pH=________;再稀释100倍,pH=________。
(2)pH=11的氢氧化钠溶液稀释到原来的10倍,pH=________;再稀释10倍,pH=________;再稀释100倍,pH________。
解析 (1)稀释10倍,c平(H+)=10-4 mol/L,pH=-lgc平(H+)=4;再稀释100倍,c平(H+)=10-6 mol/L,pH=6。(2)稀释10倍,c平(OH-)=10-4 mol/L,c平(H+)=10-10 mol/L,pH=-lgc平(H+)=10;再稀释10倍,c平(OH-)=10-5 mol/L,c平(H+)=eq \f(KW,c平(OH-))=10-9 mol/L,pH=-lgc平(H+)=9;再稀释100倍,c平(OH-)=10-7 mol/L,由于为碱性溶液,故pH只能接近7。
答案 (1)4 6 (2)10 9 接近7
探究3 溶液混合时pH的计算
3.常温下,计算下列溶液混合时的pH。已知lg 5=0.7。
(1)pH=1的盐酸和pH=3的硫酸溶液等体积混合,pH=________。
(2)pH=9和pH=11的两种氢氧化钠溶液等体积混合,pH=________。
(3)pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,pH=________。
(4)pH=3的盐酸和pH=12的氢氧化钠溶液体积比为________时,混合后pH=9。
解析 (1)混合后,溶液中c平(H+)=eq \f(10-1 mol/L·V+10-3 mol/L·V,2V)≈5×10-2 mol/L,pH=2-lg 5=1.3。(2)混合后,溶液中c平(OH-)=eq \f(10-3 mol/L·V+10-5 mol/L·V,2V)≈5×10-4 mol/L,c平(H+)=eq \f(KW,c平(OH-))=eq \f(1,5)×10-10 mol/L,pH=-lgc平(H+)=10+lg 5=10.7。(3)混合前,n(H+)=n(OH-),所以混合后溶液显中性,pH=7。(4)混合后,溶液中c平(OH-)=eq \f(10-2 mol/L·VNaOH-10-3 mol/L·VHCl,VNaOH+VHCl)=10-5 mol/L,解得,eq \f(VHCl,VNaOH)=eq \f(999,101)。
答案 (1)1.3 (2)10.7 (3)7 (4)999∶101
1.强酸、强碱溶液中pH的计算思路
(1)强酸:c平(酸)eq \o(――→,\s\up17(电离))c平(H+)―→pH。
(2)强碱:c平(碱)eq \o(――→,\s\up17(电离))c平(OH-)eq \o(――→,\s\up17(KW))c平(H+)―→pH。
2.溶液的稀释规律
(1)酸稀释,pH增大,强酸(或弱酸)每稀释10n倍,其pH增大(或增大不到)n个单位。
(2)碱稀释,pH减小,强碱(或弱碱)每稀释10n倍,其pH减小(或减小不到)n个单位。
(3)酸碱溶液无限稀释,pH只能接近于7,酸溶液的pH不可能大于7,碱溶液的pH不可能小于7。
3.(1)两强酸混合:先求出混合液的c平(H+),根据pH=-lgc平(H+)混求出溶液的pH。
(2)两强碱混合:先求出混合液的c平(OH-),通过KW求出c平(H+)混,根据pH=-lgc平(H+)混求出溶液的pH。
(3)强酸与强碱混合:首先判断是否过量,恰好中和时,溶液呈中性;非完全中和,则依据酸碱反应的相对量,求出混合溶液中过量的c平(H+)或c平(OH-),若是酸过量,则根据pH=-lgc平(H+)混求出溶液的pH;若是碱过量,通过KW求出c平(H+)混,根据pH=-lgc平(H+)混求出溶液的pH。
1.能说明溶液呈中性的可靠依据是( )
A.pH=7
B.紫色石蕊试液不变色
C.pH试纸不变色
D.c平(H+)=c平(OH-)
解析 D pH=7的溶液不一定呈中性,如100 ℃时,水的离子积常数是10-12,pH=6时溶液呈中性,当pH=7时溶液呈碱性,A错误;紫色石蕊试液的变色范围是5.0~8.0,紫色石蕊试液不变色,溶液不一定显中性,B错误;pH试纸不能精确测定溶液的pH,pH试纸不变色,只能说明溶液接近中性,C错误;c平(H+)=c平(OH-)时溶液一定呈中性,D正确。
2.下列有关水的离子积常数KW或pH变化的判断中,正确的是( )
A.随着温度的升高,水的离子积常数减小
B.随着温度的升高,纯水的pH增大
C.新制氯水光照一段时间后,pH增大
D.氢氧化钠溶液久置于空气中,pH减小
解析 D A项,升高温度,水的电离平衡右移,KW增大,错误;B项,温度升高,KW增大,纯水中c平(H+)和c平(OH-)都变大,pH变小,错误;C项,光照时发生反应2HClOeq \o(=====,\s\up17(光照))2HCl+O2↑,显然溶液酸性增强,则pH减小,错误;D项,NaOH溶液吸收空气中的CO2,溶液中c平(OH-)减小,则c平(H+)增大,所以pH减小,正确。
3.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
解析 B 10 mL pH=2的稀硫酸中n(H+)=1×10-2 mol·L-1×10×10-3 L=1×10-4 mol,由H2SO4+BaCl2===BaSO4↓+2HCl可知反应后溶液中c(H+)=eq \f(1×10-4 mol,0.1 L)=1×10-3 mol·L-1,故pH=3。
4.某温度下,纯水电离出的c(OH-)=1×10-6mol/L,该条件下,取pH=3的NaHSO4溶液V1 L和pH=10的KOH溶液V2 L混合,忽略体积变化,欲使溶液pH=9,则V1∶V2=( )
A.9∶2
B.10∶1
C.8∶1
D.11∶2
解析 A 由某温度下,纯水电离出的c(OH-)=1×10-6mol/L可知,KW=1×10-6×1×10-6=1×10-12,该温度下,pH=3的NaHSO4溶液中c(H+)=10-3 mol/L,pH=10的KOH溶液中c(OH-)=eq \f(1×10-12,10-10) mol/L=10-2mol/L。混合后溶液pH=9,呈碱性,溶液中c(OH-)=eq \f(1×10-12,10-9)mol/L=10-3mol/L。则eq \f(10-2V2-10-3V1,V1+V2)=10-3,解得V1∶V2=9∶2,故选A。
5.常温下,有pH=12的NaOH溶液100 mL,要使它的pH降为11。
(1)若加入蒸馏水,应加________mL。
(2)若加入pH为10的NaOH溶液,应加________mL。
(3)若加入0.01 mol·L-1的盐酸,应加______mL。
解析 (1)加水稀释pH=12的NaOH溶液至pH=11,体积增大到原体积的10倍,所以需加水900 mL。
(2)设需pH=10的NaOH溶液体积为V,
eq \f(10-2 mol·L-1×0.1 L+10-4 mol·L-1×V,0.1 L+V)=10-3 mol·L-1,V=1 L=1 000 mL。
(3)设需0.01 mol·L-1盐酸体积为V′,
eq \f(10-2 mol·L-1×0.1 L-0.01 mol·L-1×V′,\a\vs4\al(0.1 L+V′))=10-3 mol·L-1,V′≈81.8 mL。
答案 (1)900 (2)1 000 (3)81.8
$