3.2 水的电离和溶液的pH 第2课时（同步课件）化学人教版选择性必修1

人教版选择性必修 1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡 第2课时 溶液的pH计算和测定 第2节 水的电离和溶液的pH 1 pH的测定方法 2 pH的应用和计算 1 学习内容导览 2 1.掌握溶液pH的应用和计算。 2.掌握溶液pH的测方法。 重点：溶液pH的计算； 难点：溶液pH的计算。 素养锚定·课标定位 血液的酸碱平衡 为了维持正常的生理活动，人体各种体液的pH 都要保持在一定的范围。 测试和调控溶液的pH 具有重要意义 情境启思·任务缘起 pH的应用 和计算 01 5 任务一 血液的酸碱平衡 一、pH的应用和计算 为了维持正常的生理活动，人体各种体液的pH 都要保持在一定的范围。例如，血液的正常pH 范围是7.35 ~7.45。大多数体液都要保持一个较小的pH 变化范围，如果pH 变化超出范围，就可能产生危害。当血浆的pH 降到7.2 以下会引起酸中毒，升到7.5 以上会引起碱中毒，降到6.8 以下或升到7.8 以上，会危及生命安全。血浆中H2CO3/HCO3-缓冲体系对稳定体系的酸碱度 发挥着重要作用。H2CO3/HCO3-的缓冲作用可用下列平衡表示： 当体系中增加少量强酸时，平衡向正反应方向移动而消耗H+；当增加少量强碱时，平衡向逆反应方向移动而消耗OH-。由于 HCO3-和H2CO3的浓度较大且可以调节，因此可以防止体系的pH 出现较大幅度的变化。 H2CO3(aq) H+(aq)+HCO3-(aq) CO2(g)+H2O(l) 人体血液的pH需维持在7.35~7.45。当pH＜7.35会导致酸中毒，pH大于7.45会导致碱中毒。 分层研学·探理悟新 1.溶液pH的应用 知识总结 一、pH的应用和计算 工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性，人们的生活和健康也与溶液的酸碱性有密切关系。因此，测试和调控溶液的pH，对工农业生产、科学研究，以及日常生活和医疗保健等都具有重要意义。 人体各种体液都有一定的pH。血液的pH是诊断疾病的一个重要参数，当体内的酸碱平衡失调时，利用药物控制pH则是辅助治疗的重要手段之一。 分层研学·探理悟新 1.溶液pH的应用 知识总结 一、pH的应用和计算 领域 具体应用 医疗保健 人体各种体液都有一定的pH。血液的是诊断疾病的一种重要参数，当体内的酸碱平衡失调时，利用药物控制pH则是辅助治疗的重要手段之一。 日常生活 洗发时使用的护发素具有调节头发的pH使之达到事宜酸碱度的功能。 环保领域 酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应。 农业生产 因土场的pH影响植物对不同形态养分的吸收剂养分的有效性，不同作物生长对土壤的pH范围有不同的要求。 科学实验和工业生产 溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个重要因素。 分层研学·探理悟新 1.溶液pH的应用 知识总结 一、pH的应用和计算 分层研学·探理悟新 一、pH的应用和计算 C meiyangyang8602 meiyangyang8602 【例1】一些食物和生活中的物质的pH大致如下： 下列说法正确的是(　　) A．草木灰可用于改良碱性土壤 B．肥皂水可使石蕊试液变红 C．胃液过多的人不宜多吃苹果 D．西瓜比酱油的酸性强 典例剖析·逻辑释疑 任务二 溶液pH的计算 一、pH的应用和计算 在初中化学中我们用pH 表示溶液的酸碱度，那么pH与c(H+)又有什么关系呢？ pH=﹣lgc(H+) c(H+) = 10-pH 适用范围 稀溶液(当c(H+)或c(OH-)<1 mol/L时用pH表示酸碱性) 常温时：KW＝ c(H+) · c(OH-) ＝ 1×10-14 c(H+) =1×10-7 pH=﹣lgc(H+)＝7 分层研学·探理悟新 11 2.pH的计算 知识总结 一、pH的应用和计算 pH=﹣lgc(H+) c(H+) = 10-pH ⑴计算类型 ①单一溶液的pH计算 c(H+)＝1×10-3 mol/L， pH＝-lg10-3＝3 c(OH-)＝1×10-4 mol/L 【例1】： 1×10-3 mol/L盐酸，求溶液的pH。 【例2】： 常温下，1×10-4 mol/L NaOH溶液，求溶液的pH。 c(H+)＝KW /c(OH-)＝1×10-10 mol/L　 强酸溶液由C(H+)直接求出pH 强碱溶液由C(OH-)先求出C(H+) 再求pH pH＝-lg10-10＝10 分层研学·探理悟新 2.pH的计算 知识总结 ⑴计算类型 一、pH的应用和计算 ②溶液的稀释pH计算 【例3】在25℃时，pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的100倍，pH值等于多少？ 解： pH=-lgc(H+) =-lg 1.0 ×10-5 =5 关键：抓住氢离子进行计算！ c(H+)= =1.0 ×10-5mol/L 分层研学·探理悟新 2.pH的计算 知识总结 ⑴计算类型 一、pH的应用和计算 ②溶液的稀释pH计算 【例4】在25℃时，pH值等于12的强碱溶液稀释到原来的100倍，pH 等于多少？ 解： 稀释前：c(OH-) = 稀释后：c(OH-) = =1 ×10-2mol/L =1 ×10-4mol/L c(H+)=1×10-14 / 10-4 = 1×10-10 mol /L pH=-lg 1×10-10 = 10 关键：抓住氢氧根离离子进行计算！ 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 2.pH的计算 ②溶液的稀释pH计算 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1000倍 PH=9的NaOH溶液加水稀释1000倍 5 4 9 10 约为7 约为7 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 2.pH的计算 ②溶液的稀释pH计算 酸(pH＝a) 碱(pH＝b) 弱酸 强酸 弱碱 强碱 稀释10n倍 pH＜a＋n＜7 pH＝a＋n＜7 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) 分层研学·探理悟新 2.pH的计算 知识总结 一、pH的应用和计算 ③混合溶液的pH计算 【例5】在25℃时，pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少？ 解： pH=-lgc(H+) =-lg（1×10—1+1×10—4）/（1+1） =-lg5×10—2 =2-lg5 =1.3 关键：抓住氢离子进行计算！ 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 ③混合溶液的pH计算 2.pH的计算 【例6】在25℃时，pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少？ 解： =-lg2+11 =10.7 c(OH-)=（ 1 × 10—5+1×10—3）/(1+1) c(H+)=10-14/c(OH-) pH=-lg10-14/(10-3/2) 关键：抓住氢氧根离子进行计算！ 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 2.pH的计算 ③混合溶液的pH计算 【例7】在25℃时，100ml0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/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 0.06 0.04 pH=-lgc(H+) =-lg0.02/（0.1+0.1） =-lg10—1 =1 关键：酸过量抓住氢离子进行计算！ 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 2.pH的计算 ③混合溶液的pH计算 【例8】在25℃时，100ml0.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/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 0.04 0.06 关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！ c(OH-)=0.1(0.6-0.4)/0.2 c(H+)=10-14/c(OH-)= 10-14/0.1 pH=-lg10-13= 13 分层研学·探理悟新 【例2】常温下，pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱与强酸的体积比是(　　) A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9 D 一、pH的应用和计算 典例剖析·逻辑释疑 【例3】25℃时的三种溶液：①pH=2的醋酸；②pH=2的硫酸；③pH=12的氢氧化钠溶液。下列有关说法正确的是(　　) A．将①溶液用蒸馏水稀释，使体积扩大100倍，所得溶液pH变为4 B．①与②两溶液的物质的量浓度相等 C．①与③两溶液等体积混合，混合液的pH=7 D．V1 L ②溶液和V2L ③溶液混合，若混合后溶液pH=3，则V1∶V2=11∶9 D 一、pH的应用和计算 典例剖析·逻辑释疑 任务三 图像分析 一、pH的应用和计算 H2O H＋ ＋OH－ KW＝1×10-14 c(H+) =1×10-7 pH=﹣lgc(H+)＝7 Kw = 55×10-14≈ 1.0×10-12 c(H+) =1×10-6 pH=﹣lgc(H+)＝6 已知水在25 ℃和100 ℃时的电离平衡曲线如图所示 25 ℃ 100 ℃ 分层研学·探理悟新 3.图像分析 知识总结 ⑴水的电离平衡曲线 一、pH的应用和计算 ①横纵坐标为反比例函数关系，c(H＋) ·c(OH－)＝Kw。 ②T1、T2对应线为等温线，每条线上各点对应的离子积相等；升高温度，水的电离程度增大，水的离子积增大，则T2＞T1。 ③ab线为中性溶液线，ab线上c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，ab线上方c(H＋)＜c(OH－)，溶液呈碱性，ab线下方c(H＋)＞c(OH－)，溶液呈酸性。 分层研学·探理悟新 3.图像分析 知识总结 一、pH的应用和计算 ⑵溶液的稀释图像分析 【例9】①pH=2的盐酸溶液加水稀释10倍后的pH是 。 ②pH=2的醋酸溶液加水稀释10倍后的pH是 。 2<pH<3 3 无限稀释，pH趋向于7 分层研学·探理悟新 知识总结 一、pH的应用和计算 3.图像分析 ⑵溶液的稀释图像分析 【例10】①pH=10的氢氧化钠溶液加水稀释100倍后的pH是 。 ②pH=10 的氨水溶液加水稀释100倍后的pH是 。 8<pH<10 8 无限稀释，pH趋向于7 分层研学·探理悟新 【例4】水的电离平衡曲线如下图所示，下列说法不正确的是( ) A．图中五点Kw间的关系：b>c>a=d=e B．若从a点到d点，可采用在水中加入少量酸的方法 C．若从a点到c点，可采用温度不变时在水中加入适量NH4Cl固体的方法 D．若处在b点时，将pH=2的硫酸与pH=10的KOH等体积混合后，溶液显中性 C 一、pH的应用和计算 典例剖析·逻辑释疑 pH的测定方法 02 28 任务四 思考：如何测定溶液的pH? 二、pH的测定方法 pH 试纸和pH 计 1.pH 试纸 pH 试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透，经晾干制成的。它对不同pH 的溶液 能显示不同的颜色，可用于迅速测定溶液的pH。常用的pH 试纸有广泛pH 试纸和精密pH 试纸 （如图3-8）。广泛pH 试纸的pH 范围是1~14（最常用）或0~10，可以识别的pH 差约为1；精 密pH 试纸的pH 范围较窄，可以判别0.2 或0.3 的pH 差。此外，还有用于酸性、中性或碱性溶 液的专用pH 试纸。 分层研学·探理悟新 二、pH的测定方法 任务四 思考：如何测定溶液的pH? pH 试纸和pH 计 2.pH 计 pH 计，又叫酸度计，可用来精密测量溶液的pH，其量程为0~14。人们根据生产与生活的 需要，研制了多种类型的pH 计，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域。 分层研学·探理悟新 30 1.酸碱指示剂法 知识总结 二、pH的测定方法 只能粗略测定溶液的pH范围，不能准确测定出pH的具体值。 pH 1 2 3.1 4.4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 甲基橙 红色 橙色 黄色 石蕊 红色 紫色 蓝色 酚酞 无色 浅红色 红色 分层研学·探理悟新 知识总结 2.pH试纸法(定量粗略测量) 二、pH的测定方法 广泛pH试纸 精密pH试纸 种类：广泛pH试纸的范围为1~14(最常用)或0~10，用广泛pH试纸测定溶液的pH都为整数；精密pH试纸的pH范围较窄，可以判别0.2或0.3的pH差值。 分层研学·探理悟新 3.用pH计测量溶液的pH 知识总结 二、pH的测定方法 pH 计（酸度计） pH计，又叫酸度计。可用来精密测量溶液的pH，其量程为0～14。 分层研学·探理悟新 33 二、pH的测定方法 【例5】下列有关pH试纸和pH计的说法中错误的是(　　) A．pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透，再经高温烘干制成的 B．最常用的广泛pH试纸的pH范围是1～14，可以识别的pH误差约为1 C．精密pH试纸的pH范围较窄，可以判别0.2或0.3的pH差 D．pH计又叫酸度计，可以用来精密测量溶液的pH A 典例剖析·逻辑释疑 溶液的pH计算和测定 pH的应用和计算 pH的测定方法 溶液pH的应用 pH的计算 酸碱指示剂法 pH试纸法(定量粗略测量) 用pH计测量溶液的pH 图像分析 体系梳整·认知升华 1．已知人体体液中存在维持体液pH相对稳定的平衡： CO2+ H2O H2CO3 H++HCO3 -，则下列说法不合理的是(　　) A．当人体体内的酸碱平衡失调时，血液的pH是诊断疾病的一个重要参数 B．如果CO2进入体液，会使体液的pH减小 C．当强酸性物质进入体液后，平衡向左移动 D．静脉滴注生理盐水，体液的pH会有大幅改变 D 当堂诊学·成效校验 D 2. 下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是(　　) A.溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强 B．pH<7的溶液，可能呈酸性 C．当溶液中的c(H＋)或c(OH－)较小时，用pH表示其酸碱性更为方便 D．把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH 当堂诊学·成效校验 3.常温下，关于溶液稀释的说法正确的是(　　) A．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，pH＝13 B．pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，pH＝5 C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1 D．pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH＝6 A 当堂诊学·成效校验 4.水的电离常数如图两条曲线所示，曲线中的点都符合c(H＋)·c(OH－)＝常数，下列说法错误的是(　　) A．图中温度T1＞T2 B．图中五点Kw间的关系：B＞C＞A＝D＝E C．曲线a、b均代表纯水的电离情况 D．若处在B点时，将pH＝2的硫酸溶液与pH＝12的KOH溶液等体积混合后，溶液显碱性 C 当堂诊学·成效校验 D 5．pH＝2的a、b两种酸溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A．a、b两酸溶液的物质的量浓度一定相等 B．稀释后，a酸溶液的酸性比b酸溶液的强 C．x＝6时，a是强酸，b是弱酸 D．若a、b都是弱酸，则2＜x＜5 当堂诊学·成效校验 感谢观看 更多练习见分层作业 人教版选择性必修 1 https://www.zxxk.com/user/13354804 41 $