3.2.2 溶液的酸碱性与pH 讲义 -2026-2027学年高二上学期化学人教版选择性必修1

第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第二节　水的电离和溶液的pH　第2课时　溶液的酸碱性与pH 学生版（课后核对·独立作答） 一、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析 能从 c(H+)、c(OH−) 的相对大小判断溶液的酸碱性；理解 pH 与 c(H+) 的定量关系（pH＝-lg c(H+)），能进行强酸、强碱及混合溶液 pH 的计算。 2.变化观念与平衡思想 认识溶液酸碱性的本质是水的电离平衡移动的结果；知道温度改变时 Kw、中性溶液的 pH 数值会随之变化，而判断溶液酸碱性的标准不变。 3.证据推理与模型认知 依据教材“思考与讨论”中纯水、盐酸、NaOH 溶液的数据，归纳“溶液酸碱性取决于 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小”的判断模型；会运用 pH 标尺模型表征常见物质的酸碱性。 4.科学探究与创新意识 通过对比 pH 试纸与 pH 计测定溶液 pH 的方法，体会定量测定中工具选择的依据；能设计简单实验测定生活中常见物质的 pH。 5.科学态度与社会责任 认识 pH 在农业生产（土壤 pH）、环境保护（废水处理）、医疗保健（血液 pH）等领域的重要作用，增强将化学知识应用于生产生活的意识。 二、教学重点与难点 教学重点 溶液酸碱性的判断标准（c(H+) 与 c(OH−) 相对大小）；pH 与 c(H+) 的换算及强酸、强碱溶液 pH 的计算；pH 试纸和 pH 计的使用。 教学难点 pH 的综合计算（强碱先求 c(OH−) 再换算、混合溶液 pH 计算）；非常温（非 25 ℃）条件下溶液酸碱性与 pH 的关系。 三、知识精讲与典例探究 知识点一　溶液的酸碱性与 c(H+)、c(OH−) 的关系 方法梳理 1. 思考与讨论：25 ℃ 时，纯水、0.1 mol·L−1 盐酸、0.1 mol·L−1 NaOH 溶液中 c(H+)、c(OH−) 的大小关系如下表： 溶液 c(H+)/(mol·L−1) c(OH−)/(mol·L−1) c(H+)与c(OH−)比较 溶液酸碱性 纯水 1×10−7 1×10−7 ＝ 中性 0.1 mol·L−1 盐酸 1×10−1 1×10−13 ＞ 酸性 0.1 mol·L−1 NaOH 溶液 1×10−13 1×10−1 ＜ 碱性 2. 判断溶液酸碱性的唯一标准：比较 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小——c(H+)＞c(OH−)，溶液呈酸性；c(H+)＝c(OH−)，溶液呈中性；c(H+)＜c(OH−)，溶液呈碱性。该标准对任何温度都适用。 3. 常温（25 ℃）下，Kw＝1×10−14：c(H+)＞1×10−7 mol·L−1 时溶液呈酸性；c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 时呈中性；c(H+)＜1×10−7 mol·L−1 时呈碱性。 4. 注意：向纯水中加入酸或碱，只是改变了溶液中 c(H+)、c(OH−) 的相对大小，Kw（温度不变）不变。 图2　25 ℃ 时不同溶液中 c(H+) 与 c(OH−) 的比较 【例 1】判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）pH＝6 的溶液一定显酸性（　）； （2）任何温度下，纯水都呈中性（　）； （3）c(H+)＞c(OH−) 的溶液一定呈酸性（　）； （4）常温下，c(OH−)＝1×10−8 mol·L−1 的溶液呈碱性（　）。 【变式 1】常温下，某溶液中 c(OH−)＝1×10−12 mol·L−1，则该溶液（　） A．呈酸性，c(H+)＝1×10−2 mol·L−1 B．呈碱性 C．呈中性 D．c(H+) 与 c(OH−) 无法比较 知识点二　pH 的概念与计算 方法梳理 1. 定义：pH 是 c(H+) 的负对数，即 pH＝-lg c(H+)。例如：c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 的中性溶液，pH＝-lg 10−7＝7；c(H+)＝1×10−5 mol·L−1 的酸性溶液，pH＝5；c(H+)＝1×10−9 mol·L−1 的碱性溶液，pH＝9。 2. 常温（25 ℃）下：中性溶液的 pH＝7，酸性溶液的 pH＜7，碱性溶液的 pH＞7。对于 c(H+) 和 c(OH−) 都较小的稀溶液（＜1 mol·L−1），用 pH 表示酸碱度比直接用 c(H+) 或 c(OH−) 表示更方便；一般取 pH 的范围为 0～14。 3. pH 的计算规律： ●　强酸溶液：先求 c(H+)，再算 pH＝-lg c(H+)； ●　强碱溶液：先求 c(OH−)，再由 c(H+)＝Kw/c(OH−) 换算，最后算 pH； ●　强酸（或强碱）混合、稀释：先求出混合后溶液中的 c(H+) 或 c(OH−)，再换算成 pH。 4. 注意：pH 每减小 1 个单位，c(H+) 增大为原来的 10 倍。 【例 2】25 ℃ 时，计算下列溶液的 pH： （1）0.01 mol·L−1 的盐酸，pH＝____； （2）0.005 mol·L−1 的 Ba(OH)2 溶液，pH＝____。 【变式 2】25 ℃ 时，将 pH＝3 的盐酸稀释 100 倍（忽略体积变化），稀释后溶液的 pH 约为（　） A．2 B．3 C．5 D．6 【例 3】（改编题）25 ℃ 时，将 pH＝2 的盐酸与 pH＝4 的盐酸等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH≈____。 【变式 3】（改编题）25 ℃ 时，将 pH＝12 的 NaOH 溶液与 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH≈____。 【方法点拨】 pH 是 c(H+) 的负对数，pH＝-lg c(H+)，c(H+) 每扩大 10 倍，pH 减小 1； 计算强碱溶液的 pH 时，“先求 c(OH−)，再经 c(H+)＝Kw/c(OH−) 换算，最后取负对数”，不可直接对 c(OH−) 取负对数； 混合溶液 pH 计算先判断混合后溶液呈酸性还是碱性：酸过量求 c(H+)，碱过量求 c(OH−)，中性则 pH＝7（常温）。 【易错警示】 pH＜7 不一定显酸性：只有在常温（25 ℃）下 pH＜7 才显酸性； 稀释强酸时 pH 增大，但不会等于或超过 7（酸溶液加水稀释后仍显酸性）；稀释强碱时 pH 减小，但不会等于或低于 7； 强碱混合求 pH 时，切忌用两个 pH 直接平均。 知识点三　非常温下溶液酸碱性的判断 方法梳理 1. 判断溶液酸碱性的唯一标准是 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小，与温度无关，不能只看 pH 数值。 2. 非常温时，中性溶液的 pH 不等于 7：如 100 ℃ 时 Kw＝1×10−12，纯水中 c(H+)＝c(OH−)＝1×10−6 mol·L−1，pH＝6，但溶液仍呈中性。 3. “pH＝7 为中性”只适用于常温（25 ℃）。 【例 4】（原创题）100 ℃ 时水的离子积 Kw＝1×10−12。该温度下，下列说法正确的是（　） A．100 ℃ 时纯水的 pH＝6，呈酸性 B．100 ℃ 时 pH＝7 的溶液呈中性 C．100 ℃ 时 0.01 mol·L−1 的 NaOH 溶液中 c(H+)＝1×10−10 mol·L−1，pH＝10 D．100 ℃ 时 c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 的溶液呈酸性 【变式 4】某温度下，纯水中 c(H+)＝2×10−7 mol·L−1，则该温度下水的离子积 Kw＝____；该温度下，0.01 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH＝____。 知识点四　pH 的测定与应用 方法梳理 1. pH 试纸：将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透、晾干制成，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。使用方法：用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸中央，再与标准比色卡对照读数；试纸不能预先用水润湿。 2. pH 计（又叫酸度计）：可用来精密测量溶液的 pH，量程为 0～14，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域。 3. pH 的重要应用： ●　农业生产：土壤的 pH 影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，不同作物对土壤 pH 范围有不同的要求（如表3-2、图3）； ●　环境保护：酸性废水可通过投加碱性废渣或通过碱性滤料层过滤中和，碱性废水可通过投加酸性废水或利用烟道气中和，中和过程可用 pH 自动测定仪检测和控制； ●　医疗保健：人体各种体液都有一定的 pH，血液的 pH（7.35～7.45）是诊断疾病的重要参数，酸碱平衡失调时可用药物控制 pH 辅助治疗； ●　日常生活：洗发时使用的护发素具有调节头发 pH 的功能； ●　科学实验：酸碱中和滴定中，溶液 pH 的变化是判断滴定终点的依据。 图1　溶液的 pH 标尺 图3　一些作物最适宜生长的土壤 pH 范围（教材表3-2） 【例 5】判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）用 pH 试纸测定溶液 pH 前，应将试纸用水润湿（　）； （2）广泛 pH 试纸可以测定 pH＝5.5 的溶液的 pH（　）； （3）pH 计可以精密测定溶液的 pH，量程为 0～14（　）； （4）测定溶液 pH 时，可用洁净玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上（　）。 【变式 5】用 pH 试纸测定某无色溶液的 pH，下列操作正确的是（　） A．将 pH 试纸直接浸入待测液中 B．先用蒸馏水润湿 pH 试纸，再蘸取待测液 C．用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸上，与标准比色卡对照 D．将 pH 试纸放入盛有待测液的烧杯中浸泡 【素养拓展·真实情境】 人体血液的 pH 保持在 7.35～7.45 之间：若 pH 低于 7.35 会出现酸中毒，高于 7.45 会出现碱中毒，医生常通过测定血液 pH 辅助诊断疾病； 酸雨（pH＜5.6 的雨水）会破坏土壤与水体，我国通过监测降雨 pH、对燃煤烟气脱硫等措施防治酸雨； 土壤改良：施用适量石灰可提高酸性土壤的 pH，施用硫磺或有机肥可适当降低碱性土壤的 pH，以适应作物生长的要求。 四、课堂练习　限时12分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】常温下，下列说法正确的是（　） A．pH＝0 的溶液不存在 B．pH＜7 的溶液一定显酸性 C．c(H+)＞c(OH−) 的溶液一定显酸性 D．加入酚酞显红色的溶液一定显中性 【练习 2】25 ℃ 时，0.1 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH 为（　） A．1 B．13 C．7 D．14 【练习 3】（改编题）25 ℃ 时，将 100 mL pH＝3 的盐酸与 100 mL pH＝11 的 NaOH 溶液混合（忽略体积变化），所得溶液的 pH 为（　） A．2 B．3 C．7 D．11 【练习 4】（原创题）某同学用广泛 pH 试纸测定一瓶无色溶液的 pH，操作如下：用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸上，与标准比色卡对照，测得 pH 约为 3。下列说法正确的是（　） A．该溶液一定显酸性 B．该溶液的 c(H+) 一定等于 1×10−3 mol·L−1 C．该溶液的 c(H+)＞c(OH−) D．若将该溶液加热至 80 ℃，其 pH 不变 【练习 5】（原创题）已知某温度下纯水的 pH＝6，则该温度下 0.1 mol·L−1 的盐酸的 pH＝____，0.1 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH＝____。 五、课后作业　A组·基础巩固　B组·能力提升 A组　基础巩固 【作业 1】常温下，下列溶液一定显碱性的是（　） A．pH＝8 的溶液 B．c(H+)＝1×10−6 mol·L−1 的溶液 C．c(OH−)＞c(H+) 的溶液 D．能使石蕊试液变红的溶液 【作业 2】25 ℃ 时，0.001 mol·L−1 的盐酸的 pH 为（　） A．1 B．2 C．3 D．11 【作业 3】下列有关 pH 试纸使用的说法正确的是（　） A．pH 试纸使用前应用蒸馏水润湿 B．广泛 pH 试纸可精确测出 pH＝7.2 C．将待测液滴在 pH 试纸上，再与标准比色卡对照 D．pH 试纸可测出浓硫酸的 pH 【作业 4】25 ℃ 时，将 pH＝2 的盐酸加水稀释至原体积的 10 倍，稀释后溶液的 pH（　） A．等于 1 B．等于 3 C．约为 3（略小于 3） D．约为 4 B组　能力提升 【作业 5】（改编题）25 ℃ 时，将 0.01 mol·L−1 的盐酸与 0.02 mol·L−1 的 NaOH 溶液等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH 为____。 【作业 6】（2024·杭州高二期末）常温下，pH＝11 的 NaOH 溶液与 pH＝3 的盐酸等体积混合，混合后溶液的 pH（　） A．大于 7 B．等于 7 C．小于 7 D．无法确定 【作业 7】（原创题）t ℃ 时，某溶液中 c(H+)＝1×10−6 mol·L−1、c(OH−)＝1×10−5 mol·L−1。下列说法正确的是（　） A．该溶液呈酸性 B．t ℃ 可能低于 25 ℃ C．该溶液呈碱性，pH＜7 D．该溶液呈碱性，pH＞7 【作业 8】（原创题）25 ℃ 时，甲同学测定某盐酸的 pH 约为 2，乙同学用精密 pH 计测得同一盐酸的 pH 为 2.03。请回答： （1）该盐酸中 c(H+) 约为____ mol·L−1； （2）若将该盐酸稀释 100 倍，其 pH 约为____（填“大于”“等于”或“小于”）4； （3）判断：用广泛 pH 试纸测定稀硫酸的 pH 时，试纸先用水润湿，则测定结果将偏____（填“大”或“小”）。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三章　水溶液中的离子反应与平衡 第二节　水的电离和溶液的pH　第2课时　溶液的酸碱性与pH 教师版（含答案与解析） 一、核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析 能从 c(H+)、c(OH−) 的相对大小判断溶液的酸碱性；理解 pH 与 c(H+) 的定量关系（pH＝-lg c(H+)），能进行强酸、强碱及混合溶液 pH 的计算。 2.变化观念与平衡思想 认识溶液酸碱性的本质是水的电离平衡移动的结果；知道温度改变时 Kw、中性溶液的 pH 数值会随之变化，而判断溶液酸碱性的标准不变。 3.证据推理与模型认知 依据教材“思考与讨论”中纯水、盐酸、NaOH 溶液的数据，归纳“溶液酸碱性取决于 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小”的判断模型；会运用 pH 标尺模型表征常见物质的酸碱性。 4.科学探究与创新意识 通过对比 pH 试纸与 pH 计测定溶液 pH 的方法，体会定量测定中工具选择的依据；能设计简单实验测定生活中常见物质的 pH。 5.科学态度与社会责任 认识 pH 在农业生产（土壤 pH）、环境保护（废水处理）、医疗保健（血液 pH）等领域的重要作用，增强将化学知识应用于生产生活的意识。 二、教学重点与难点 教学重点 溶液酸碱性的判断标准（c(H+) 与 c(OH−) 相对大小）；pH 与 c(H+) 的换算及强酸、强碱溶液 pH 的计算；pH 试纸和 pH 计的使用。 教学难点 pH 的综合计算（强碱先求 c(OH−) 再换算、混合溶液 pH 计算）；非常温（非 25 ℃）条件下溶液酸碱性与 pH 的关系。 三、知识精讲与典例探究 知识点一　溶液的酸碱性与 c(H+)、c(OH−) 的关系 方法梳理 1. 思考与讨论：25 ℃ 时，纯水、0.1 mol·L−1 盐酸、0.1 mol·L−1 NaOH 溶液中 c(H+)、c(OH−) 的大小关系如下表： 溶液 c(H+)/(mol·L−1) c(OH−)/(mol·L−1) c(H+)与c(OH−)比较 溶液酸碱性 纯水 1×10−7 1×10−7 ＝ 中性 0.1 mol·L−1 盐酸 1×10−1 1×10−13 ＞ 酸性 0.1 mol·L−1 NaOH 溶液 1×10−13 1×10−1 ＜ 碱性 2. 判断溶液酸碱性的唯一标准：比较 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小——c(H+)＞c(OH−)，溶液呈酸性；c(H+)＝c(OH−)，溶液呈中性；c(H+)＜c(OH−)，溶液呈碱性。该标准对任何温度都适用。 3. 常温（25 ℃）下，Kw＝1×10−14：c(H+)＞1×10−7 mol·L−1 时溶液呈酸性；c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 时呈中性；c(H+)＜1×10−7 mol·L−1 时呈碱性。 4. 注意：向纯水中加入酸或碱，只是改变了溶液中 c(H+)、c(OH−) 的相对大小，Kw（温度不变）不变。 图2　25 ℃ 时不同溶液中 c(H+) 与 c(OH−) 的比较 【例 1】判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）pH＝6 的溶液一定显酸性（　）； （2）任何温度下，纯水都呈中性（　）； （3）c(H+)＞c(OH−) 的溶液一定呈酸性（　）； （4）常温下，c(OH−)＝1×10−8 mol·L−1 的溶液呈碱性（　）。 【答案】（1）×　（2）√　（3）√　（4）× 【解析】（1）pH＝6 只能说明 c(H+)＝1×10−6 mol·L−1，非常温时纯水的 pH 也可能为 6，需比较 c(H+) 与 c(OH−) 才能判断酸碱性，错误；（2）纯水中 c(H+)＝c(OH−)，任何温度都呈中性，正确；（3）判断酸碱性的唯一标准就是 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小，正确；（4）c(OH−)＝1×10−8 mol·L−1 时，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−6 mol·L−1＞c(OH−)，溶液呈酸性，错误。 【变式 1】常温下，某溶液中 c(OH−)＝1×10−12 mol·L−1，则该溶液（　） A．呈酸性，c(H+)＝1×10−2 mol·L−1 B．呈碱性 C．呈中性 D．c(H+) 与 c(OH−) 无法比较 【答案】A 【解析】常温下 Kw＝1×10−14，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−14/1×10−12＝1×10−2 mol·L−1＞c(OH−)，溶液呈酸性，A 项正确。 知识点二　pH 的概念与计算 方法梳理 1. 定义：pH 是 c(H+) 的负对数，即 pH＝-lg c(H+)。例如：c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 的中性溶液，pH＝-lg 10−7＝7；c(H+)＝1×10−5 mol·L−1 的酸性溶液，pH＝5；c(H+)＝1×10−9 mol·L−1 的碱性溶液，pH＝9。 2. 常温（25 ℃）下：中性溶液的 pH＝7，酸性溶液的 pH＜7，碱性溶液的 pH＞7。对于 c(H+) 和 c(OH−) 都较小的稀溶液（＜1 mol·L−1），用 pH 表示酸碱度比直接用 c(H+) 或 c(OH−) 表示更方便；一般取 pH 的范围为 0～14。 3. pH 的计算规律： ●　强酸溶液：先求 c(H+)，再算 pH＝-lg c(H+)； ●　强碱溶液：先求 c(OH−)，再由 c(H+)＝Kw/c(OH−) 换算，最后算 pH； ●　强酸（或强碱）混合、稀释：先求出混合后溶液中的 c(H+) 或 c(OH−)，再换算成 pH。 4. 注意：pH 每减小 1 个单位，c(H+) 增大为原来的 10 倍。 【例 2】25 ℃ 时，计算下列溶液的 pH： （1）0.01 mol·L−1 的盐酸，pH＝____； （2）0.005 mol·L−1 的 Ba(OH)2 溶液，pH＝____。 【答案】（1）2　（2）12 【解析】（1）盐酸完全电离，c(H+)＝0.01 mol·L−1＝1×10−2 mol·L−1，pH＝-lg 10−2＝2。（2）Ba(OH)2 完全电离，c(OH−)＝2c(Ba(OH)2)＝0.01 mol·L−1＝1×10−2 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−14/1×10−2＝1×10−12 mol·L−1，pH＝12。注意：强碱溶液不能直接用 c(OH−) 取负对数算 pH，必须先换算成 c(H+)。 【变式 2】25 ℃ 时，将 pH＝3 的盐酸稀释 100 倍（忽略体积变化），稀释后溶液的 pH 约为（　） A．2 B．3 C．5 D．6 【答案】C 【解析】pH＝3 的盐酸中 c(H+)＝1×10−3 mol·L−1，稀释 100 倍后 c(H+)＝1×10−5 mol·L−1，pH＝-lg 10−5＝5。强酸稀释 n 倍，pH 增大 lg n（不超过 7）。 【例 3】（改编题）25 ℃ 时，将 pH＝2 的盐酸与 pH＝4 的盐酸等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH≈____。 【答案】2.3 【解析】混合后 c(H+)＝(1×10−2＋1×10−4)/2≈5×10−3 mol·L−1，pH＝-lg(5×10−3)＝3-lg 5≈3-0.7＝2.3。强酸等体积混合时，若两种酸 pH 相差较大，混合后 pH 近似等于较小的 pH 加 lg 2。 【变式 3】（改编题）25 ℃ 时，将 pH＝12 的 NaOH 溶液与 pH＝10 的 NaOH 溶液等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH≈____。 【答案】11.7 【解析】两溶液均为强碱溶液，应先求 c(OH−)：c(OH−)＝(1×10−2＋1×10−4)/2≈5×10−3 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−14/(5×10−3)＝2×10−12 mol·L−1，pH＝12-lg 2≈12-0.3＝11.7。注意：强碱溶液混合后不能直接用 pH 求平均，必须通过 c(OH−) 换算。 【方法点拨】 pH 是 c(H+) 的负对数，pH＝-lg c(H+)，c(H+) 每扩大 10 倍，pH 减小 1； 计算强碱溶液的 pH 时，“先求 c(OH−)，再经 c(H+)＝Kw/c(OH−) 换算，最后取负对数”，不可直接对 c(OH−) 取负对数； 混合溶液 pH 计算先判断混合后溶液呈酸性还是碱性：酸过量求 c(H+)，碱过量求 c(OH−)，中性则 pH＝7（常温）。 【易错警示】 pH＜7 不一定显酸性：只有在常温（25 ℃）下 pH＜7 才显酸性； 稀释强酸时 pH 增大，但不会等于或超过 7（酸溶液加水稀释后仍显酸性）；稀释强碱时 pH 减小，但不会等于或低于 7； 强碱混合求 pH 时，切忌用两个 pH 直接平均。 知识点三　非常温下溶液酸碱性的判断 方法梳理 1. 判断溶液酸碱性的唯一标准是 c(H+) 与 c(OH−) 的相对大小，与温度无关，不能只看 pH 数值。 2. 非常温时，中性溶液的 pH 不等于 7：如 100 ℃ 时 Kw＝1×10−12，纯水中 c(H+)＝c(OH−)＝1×10−6 mol·L−1，pH＝6，但溶液仍呈中性。 3. “pH＝7 为中性”只适用于常温（25 ℃）。 【例 4】（原创题）100 ℃ 时水的离子积 Kw＝1×10−12。该温度下，下列说法正确的是（　） A．100 ℃ 时纯水的 pH＝6，呈酸性 B．100 ℃ 时 pH＝7 的溶液呈中性 C．100 ℃ 时 0.01 mol·L−1 的 NaOH 溶液中 c(H+)＝1×10−10 mol·L−1，pH＝10 D．100 ℃ 时 c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 的溶液呈酸性 【答案】C 【解析】100 ℃ 时纯水中 c(H+)＝c(OH−)＝1×10−6 mol·L−1，pH＝6 但呈中性，A 项错误；pH＝7 时 c(H+)＝1×10−7 mol·L−1＜c(OH−)＝1×10−5 mol·L−1，溶液呈碱性，B 项错误；NaOH 溶液中 c(OH−)＝0.01 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−12/1×10−2＝1×10−10 mol·L−1，pH＝10，C 项正确；c(H+)＝1×10−7 mol·L−1 时，c(OH−)＝Kw/c(H+)＝1×10−5 mol·L−1＞c(H+)，溶液呈碱性，D 项错误。 【变式 4】某温度下，纯水中 c(H+)＝2×10−7 mol·L−1，则该温度下水的离子积 Kw＝____；该温度下，0.01 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH＝____。 【答案】4×10−14　11.4 【解析】纯水中 c(H+)＝c(OH−)＝2×10−7 mol·L−1，Kw＝c(H+)·c(OH−)＝4×10−14。NaOH 溶液中 c(OH−)＝0.01 mol·L−1＝1×10−2 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝4×10−14/1×10−2＝4×10−12 mol·L−1，pH＝-lg(4×10−12)＝12-lg 4≈12-0.6＝11.4。 知识点四　pH 的测定与应用 方法梳理 1. pH 试纸：将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透、晾干制成，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。使用方法：用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸中央，再与标准比色卡对照读数；试纸不能预先用水润湿。 2. pH 计（又叫酸度计）：可用来精密测量溶液的 pH，量程为 0～14，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域。 3. pH 的重要应用： ●　农业生产：土壤的 pH 影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，不同作物对土壤 pH 范围有不同的要求（如表3-2、图3）； ●　环境保护：酸性废水可通过投加碱性废渣或通过碱性滤料层过滤中和，碱性废水可通过投加酸性废水或利用烟道气中和，中和过程可用 pH 自动测定仪检测和控制； ●　医疗保健：人体各种体液都有一定的 pH，血液的 pH（7.35～7.45）是诊断疾病的重要参数，酸碱平衡失调时可用药物控制 pH 辅助治疗； ●　日常生活：洗发时使用的护发素具有调节头发 pH 的功能； ●　科学实验：酸碱中和滴定中，溶液 pH 的变化是判断滴定终点的依据。 图1　溶液的 pH 标尺 图3　一些作物最适宜生长的土壤 pH 范围（教材表3-2） 【例 5】判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 （1）用 pH 试纸测定溶液 pH 前，应将试纸用水润湿（　）； （2）广泛 pH 试纸可以测定 pH＝5.5 的溶液的 pH（　）； （3）pH 计可以精密测定溶液的 pH，量程为 0～14（　）； （4）测定溶液 pH 时，可用洁净玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上（　）。 【答案】（1）×　（2）×　（3）√　（4）√ 【解析】（1）pH 试纸用水润湿相当于稀释待测液，会使测定结果不准，错误；（2）广泛 pH 试纸只能识别约 1 个单位的 pH 差，不能精确到 5.5，错误；（3）pH 计又叫酸度计，可精密测量，量程为 0～14，正确；（4）正确操作是用洁净玻璃棒蘸取待测液滴在 pH 试纸上，再与标准比色卡对照。 【变式 5】用 pH 试纸测定某无色溶液的 pH，下列操作正确的是（　） A．将 pH 试纸直接浸入待测液中 B．先用蒸馏水润湿 pH 试纸，再蘸取待测液 C．用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸上，与标准比色卡对照 D．将 pH 试纸放入盛有待测液的烧杯中浸泡 【答案】C 【解析】将试纸浸入待测液会污染试剂且读数不准确，A、D 项错误；用水润湿试纸相当于稀释待测液，B 项错误；C 项为正确操作。 【素养拓展·真实情境】 人体血液的 pH 保持在 7.35～7.45 之间：若 pH 低于 7.35 会出现酸中毒，高于 7.45 会出现碱中毒，医生常通过测定血液 pH 辅助诊断疾病； 酸雨（pH＜5.6 的雨水）会破坏土壤与水体，我国通过监测降雨 pH、对燃煤烟气脱硫等措施防治酸雨； 土壤改良：施用适量石灰可提高酸性土壤的 pH，施用硫磺或有机肥可适当降低碱性土壤的 pH，以适应作物生长的要求。 【教学提示】 图1 pH 标尺可作为课堂板书主线：横轴为 pH 0～14，帮助学生建立“pH 小则 c(H+) 大”的直观认识； 例4、变式4 强调“判断酸碱性看相对大小、pH 数值只适用于常温判中性”，纠正学生“pH＜7 即酸性”的思维定式。 四、课堂练习　限时12分钟，检验当堂学习效果 【练习 1】常温下，下列说法正确的是（　） A．pH＝0 的溶液不存在 B．pH＜7 的溶液一定显酸性 C．c(H+)＞c(OH−) 的溶液一定显酸性 D．加入酚酞显红色的溶液一定显中性 【答案】C 【解析】pH 可以为 0（c(H+)＝1 mol·L−1），A 项错误；常温下 pH＜7 显酸性，B 项表述默认常温也对，但题目是“一定”——B 项在非常温下不成立，故不选；C 项是判断酸碱性的唯一标准，正确；酚酞显红色说明 c(OH−) 较大，溶液显碱性，D 项错误。 【练习 2】25 ℃ 时，0.1 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH 为（　） A．1 B．13 C．7 D．14 【答案】B 【解析】c(OH−)＝0.1 mol·L−1＝1×10−1 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−14/1×10−1＝1×10−13 mol·L−1，pH＝13。 【练习 3】（改编题）25 ℃ 时，将 100 mL pH＝3 的盐酸与 100 mL pH＝11 的 NaOH 溶液混合（忽略体积变化），所得溶液的 pH 为（　） A．2 B．3 C．7 D．11 【答案】C 【解析】盐酸中 n(H+)＝0.1 L×1×10−3 mol·L−1＝1×10−4 mol；NaOH 溶液中 c(OH−)＝1×10−3 mol·L−1，n(OH−)＝0.1 L×1×10−3 mol·L−1＝1×10−4 mol。n(H+)＝n(OH−)，恰好完全中和，混合液呈中性，pH＝7。 【练习 4】（原创题）某同学用广泛 pH 试纸测定一瓶无色溶液的 pH，操作如下：用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在 pH 试纸上，与标准比色卡对照，测得 pH 约为 3。下列说法正确的是（　） A．该溶液一定显酸性 B．该溶液的 c(H+) 一定等于 1×10−3 mol·L−1 C．该溶液的 c(H+)＞c(OH−) D．若将该溶液加热至 80 ℃，其 pH 不变 【答案】C 【解析】广泛 pH 试纸测得 pH 约为 3，只能判断溶液显酸性，即 c(H+)＞c(OH−)，A 项“一定显酸性”在常温下正确但表述不严谨（没有说明温度），B 项“一定等于”错误（广泛试纸只能识别约 1 个 pH 差），C 项是酸碱性的本质判断，正确；加热后 Kw 增大、水的电离增强，溶液酸性增强，pH 会变化，D 项错误。 【练习 5】（原创题）已知某温度下纯水的 pH＝6，则该温度下 0.1 mol·L−1 的盐酸的 pH＝____，0.1 mol·L−1 的 NaOH 溶液的 pH＝____。 【答案】1　11 【解析】该温度下纯水 pH＝6，即 c(H+)＝c(OH−)＝1×10−6 mol·L−1，Kw＝1×10−12。盐酸中 c(H+)＝0.1 mol·L−1＝1×10−1 mol·L−1，pH＝1；NaOH 溶液中 c(OH−)＝0.1 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−12/1×10−1＝1×10−11 mol·L−1，pH＝11。 五、课后作业　A组·基础巩固　B组·能力提升 A组　基础巩固 【作业 1】常温下，下列溶液一定显碱性的是（　） A．pH＝8 的溶液 B．c(H+)＝1×10−6 mol·L−1 的溶液 C．c(OH−)＞c(H+) 的溶液 D．能使石蕊试液变红的溶液 【答案】C 【解析】判断酸碱性的唯一标准是 c(H+) 与 c(OH−) 相对大小：c(OH−)＞c(H+) 显碱性，C 项正确；A 项 pH＝8 常温显碱性，但“一定”需依赖温度；B 项 c(H+)＞1×10−7 显酸性；D 项石蕊变红显酸性。 【作业 2】25 ℃ 时，0.001 mol·L−1 的盐酸的 pH 为（　） A．1 B．2 C．3 D．11 【答案】C 【解析】c(H+)＝0.001 mol·L−1＝1×10−3 mol·L−1，pH＝-lg 10−3＝3。 【作业 3】下列有关 pH 试纸使用的说法正确的是（　） A．pH 试纸使用前应用蒸馏水润湿 B．广泛 pH 试纸可精确测出 pH＝7.2 C．将待测液滴在 pH 试纸上，再与标准比色卡对照 D．pH 试纸可测出浓硫酸的 pH 【答案】C 【解析】试纸不能润湿，A 项错误；广泛 pH 试纸只能识别约 1 个 pH 差，B 项错误；C 项为正确操作；浓硫酸有强腐蚀性且会碳化试纸，不能直接测定，D 项错误。 【作业 4】25 ℃ 时，将 pH＝2 的盐酸加水稀释至原体积的 10 倍，稀释后溶液的 pH（　） A．等于 1 B．等于 3 C．约为 3（略小于 3） D．约为 4 【答案】C 【解析】pH＝2 的盐酸稀释 10 倍，c(H+) 变为 1×10−3 mol·L−1，pH≈3；但水中存在 OH− 的贡献，实际 c(H+) 略大于 10−3，pH 略小于 3。 B组　能力提升 【作业 5】（改编题）25 ℃ 时，将 0.01 mol·L−1 的盐酸与 0.02 mol·L−1 的 NaOH 溶液等体积混合（忽略体积变化），混合后溶液的 pH 为____。 【答案】11.7 【解析】设体积各为 V L：n(H+)＝0.01V mol，n(OH−)＝0.02V mol，碱过量，剩余 n(OH−)＝0.01V mol，混合后 c(OH−)＝0.01V/2V＝0.005 mol·L−1＝5×10−3 mol·L−1，c(H+)＝Kw/c(OH−)＝1×10−14/(5×10−3)＝2×10−12 mol·L−1，pH＝12-lg 2≈11.7。 【作业 6】（2024·杭州高二期末）常温下，pH＝11 的 NaOH 溶液与 pH＝3 的盐酸等体积混合，混合后溶液的 pH（　） A．大于 7 B．等于 7 C．小于 7 D．无法确定 【答案】B 【解析】pH＝11 的 NaOH 溶液 c(OH−)＝1×10−3 mol·L−1，pH＝3 的盐酸 c(H+)＝1×10−3 mol·L−1，等体积混合时 n(H+)＝n(OH−)，恰好完全中和，混合液呈中性，pH＝7。 【作业 7】（原创题）t ℃ 时，某溶液中 c(H+)＝1×10−6 mol·L−1、c(OH−)＝1×10−5 mol·L−1。下列说法正确的是（　） A．该溶液呈酸性 B．t ℃ 可能低于 25 ℃ C．该溶液呈碱性，pH＜7 D．该溶液呈碱性，pH＞7 【答案】C 【解析】c(H+)＜c(OH−)，溶液呈碱性，A 项错误；Kw＝c(H+)·c(OH−)＝1×10−11＜1×10−14，说明该温度低于 25 ℃（水的电离程度更小），B 项错误；pH＝-lg c(H+)＝6＜7，但 c(H+)＜c(OH−) 呈碱性，C 项正确、D 项错误。注意：该温度下 pH＜7 却呈碱性，进一步说明不能仅凭 pH 判断酸碱性。 【作业 8】（原创题）25 ℃ 时，甲同学测定某盐酸的 pH 约为 2，乙同学用精密 pH 计测得同一盐酸的 pH 为 2.03。请回答： （1）该盐酸中 c(H+) 约为____ mol·L−1； （2）若将该盐酸稀释 100 倍，其 pH 约为____（填“大于”“等于”或“小于”）4； （3）判断：用广泛 pH 试纸测定稀硫酸的 pH 时，试纸先用水润湿，则测定结果将偏____（填“大”或“小”）。 【答案】（1）1×10−2　（2）小于　（3）大 【解析】（1）c(H+)≈1×10−2 mol·L−1（pH≈2）。（2）稀释 100 倍后 c(H+) 接近 1×10−4 mol·L−1，但水的电离使 c(H+) 略大于 1×10−4 mol·L−1，pH 略小于 4。（3）润湿试纸相当于稀释待测液，c(H+) 减小，测得的 pH 偏大。 学科网（北京）股份有限公司 $