3.2.2 溶液的酸碱性和PH-2026-2027学年高二化学选择性必修1【同步课件】

高中化学人教版（2019）选择性必修1 第2课时 溶液的酸碱性和PH 第二节 水的电离和溶液的PH 第三章 水溶液中的离子平衡 学习目标 重点 溶液酸碱性的判断依据[c(H+) 、 c(OH－)相对大小、pH ]，熟练掌握pH 定义及表达式 。 溶液pH 的计算方法，包括单一溶液、混合溶液的pH 计算 。 溶液酸碱性的测定方法及操作注意事项 。 难点 准确区分溶液中c(H+) 、 c(OH－)与水电离出的c(H+) 、 c(OH－) ，尤其是弱电解质溶液中，结合电离平衡分析pH 计算 。 复杂混合溶液的pH 计算及酸碱性判断，理解溶液稀释时pH 变化的 “异常” 规律。 化学与生活 生活里我们常会遇到这些情况：胃酸过多要吃碱性药物缓解，种花需要选合适酸碱性土壤，泳池水要调节pH 。这些都和 “溶液酸碱性” 有关！那溶液酸碱性到底如何判断？为啥有的溶液显酸性、有的显碱性？pH 又是何种神奇指标能衡量酸碱性强弱？今天，咱们就走进 “溶液的酸碱性”，探究微观离子浓度和宏观酸碱性的联系，学会pH 计算与测定，解锁溶液酸碱性的化学密码，看看它在生活、生产中如何发挥作用 （常温） 纯水 加少量盐酸 加少量氢氧化钠 c (H+) c (OH-) c(H+)和c(OH-)大小比较 酸碱性 常温下KW 10-7mol/L 10-7mol/L c(H+)=c(OH-) c (H+)增大 c (OH-)减小 c(H+)>c(OH-) c (H+)减小 c (OH-)增大 c(H+)<c(OH-) 酸性 中性 碱性 那么判断溶液的酸碱性的依据是: 【讨论】比较下列情况下，c(H+)和c(OH-)的值或变化趋势 KW=1×10-14 KW=1×10-14 KW=1×10-14 溶液酸碱性的确定 溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)相对大小决定 c(H+) ＞ c(OH-) c(H+) ＜ c(OH-) 中性 酸性 碱性 0.01 mol·L －1HCl、NaCl、NaOH溶液中氢离子和氢氧根离子的浓度（25 ℃） c(H+) ＝ c(OH-) 用c(H＋)、c(OH－)的相对大小来判断溶液酸碱性，不受温度影响。 溶液酸碱性的确定 当c(H+)或c(OH-)很小时，用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性方便吗？ 你知道还可以用什么方法表示溶液的酸碱性？ “pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森在1909年提出的。索仑森当时在一家啤酒厂工作，经常要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，颇为繁琐，经过长期潜心研究，他发现：用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便，并把它称为溶液的pH(p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+)。 溶液酸碱性的确定 pH概述 直接用氢离子或氢氧根离子浓度表示溶液的酸碱性时，数值常常很小，使用很不方便，所以在实际应用中，人们用溶液中氢离子浓度的负对数来表示溶液的酸碱性，pH与氢离子浓度的数学关系可表示为： pH= －lg c(H+) 引入pH的意义 溶液的pH 由 pH=-lgc(H+) 变式，得 c(H+)=10-pH 如：已知在常温下某溶液的 pH=8，则其c(H+) =___________。 c(OH-) =___________。 =10-8mol/L 10-8mol/L 若已知pH，求c(H+)，则由pH=-lgc(H+) 变换为_______________ c(H+)=10-pH 10-6mol/L pH概述 适用范围： 用pH表示溶液的酸碱度时，pH的范围一般在0~14之间，即适用于1×10-14 mol/L≤c(H+)或c(OH-)≤1 mol/L的电解质稀溶液。 对于c(H+)＞1 mol/L的酸性溶液或c(OH-)＞1 mol/L的碱性溶液，直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱度。 需要注意的是：常温下，pH=0的溶液不是酸性最强的溶液，pH=14的溶液也不是碱性最强的溶液。 pH概述 请利用水的离子积常数，根据溶液的pH与氢离子浓度的关系填写表。 c(H+)/(mol/L) c(OH-)/(mol/L) pH 溶液1 1×10-5 溶液2 1×10-7 溶液3 10 1×10-7 1×10-10 1×10-9 1×10-4 5 7 通过一系列计算，可得到25 ℃时溶液中的氢离子浓度和对应溶液的pH，两者的转化关系。 pH概述 酸性增强 碱性增强 中性 规律 pH＜7时，溶液显酸性，且pH越小，溶液中c(H+)越大，溶液的酸性越强； pH=7时，溶液显中性； pH＞7时，溶液显碱性，且pH越大，溶液中c(OH-)越大，溶液的碱性越强； pH概述 溶液酸碱性判断的常见易错点 ① 任何情况下，均可根据溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性，不受温度影响。 ② 在分析 pH、c(H+)与溶液的酸碱性的关系时，要注意溶液的温度是否为常温。只有25 ℃时才能利用pH与7的大小关系或c(H+)与1×10-7mol/L的相对大小来判断溶液的酸碱性。 如pH=7的溶液不一定是中性溶液，只有在常温下，pH=7的溶液才是中性溶液。 pH概述 酸碱指示剂法 一般来说，酸碱指示剂通常是一些有机弱酸或有机弱碱，它们在水溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子的颜色不同。 如石蕊（用HIn表示）的电离平衡为： HIn H+ + In- 当pH改变时，H+浓度发生变化，HIn的电离平衡发生移动，HIn和In-的浓度随之改变，颜色就会出现变化，故可以用酸碱指示剂来粗略测定溶液的pH范围，但不能准确测定出pH。 pH概述 酸碱指示剂法 指示剂 变色范围（pH）及颜色 石蕊 甲基橙 甲基红 酚酞 ＜ 5.0 红色 ＜ 3.1 红色 ＜ 4.4 红色 ＜ 8.2 无色 5.0 ~ 8.0 紫色 3.1 ~ 4.4 橙色 4.4 ~ 6.2 橙色 8.2 ~ 10.0 粉红色 ＞ 8.0 蓝色 ＞ 4.4 黄色 ＞ 6.2 黄色 ＞ 10.0 红色 pH概述 该法只能测其酸碱性，即pH的大致范围，不能测出具体数值，常见的酸碱指示剂的颜色范围为： 溶液的pH的测量 广泛pH试纸：其pH范围是1～14(最常用)。 精密pH试纸：其pH范围较窄，可判别0.2或0.3的pH差值。 实验操作 试纸种类 把小片试纸放在表面皿或玻璃片上 用玻璃棒蘸取待测溶液滴在干燥的pH试纸上 试纸变色后，与标准比色卡对比，即确定溶液的pH (不能用pH试纸测量氯水，次氯酸钠溶液的pH) pH试纸法 pH概述 广泛pH试纸 精密pH试纸 根据测量范围的不同，pH试纸分为广范pH试纸和精密pH试纸。广范pH试纸的测量范围为1~14，但测量精度不高，只能读取整数。精密pH试纸的测量范围较窄，但测量精度比广范pH试纸高，可得到小数点后一位的数据。 pH试纸法 pH概述 pH试纸法 3.使用pH试纸的注意事项 （1）不能用湿的玻璃棒蘸取待测液，也不能将 pH 试纸先用水润湿，否则会将溶液稀释，导致所测定的 pH 可能不准确，会使测定的酸性溶液的 pH 变大、碱性溶液的pH变小，但中性溶液的pH不受影响。 （2）pH试纸不能直接伸入待测液中，否则会污染待测液。 （3）若某溶液具有漂白性或强氧化性，则不能用pH试纸测定其 pH。 pH概述 pH计法 pH计(又称酸度计)是一种用来精确测量溶液的仪器。 pH计的精确度较高，测量时可以直接从仪器上读出溶液的pH，其测量值一般精确到小数点后两位，如测得的 pH 为 2.61。 用pH计测量溶液的pH pH计 pH概述 pH传感器法 pH传感器可全量程测量溶液的酸碱度，自动绘制出溶液的 pH曲线，常用于酸碱滴定。 pH传感器 pH概述 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。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。 CO2(g)+H2O(l) H2CO3(aq) H+(aq)+HCO3-(aq) 当体系中增加少量强酸时，平衡向逆反应方向移动而消耗H+ ；当增加少量强碱时，平衡向正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。 1、医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数 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。 pH的应用 2、人体健康调节，如洗发时， 护发素主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度 洗发水是碱性的，能够洗去油污，但是对头发有一定的伤害 护发素是酸性的，和洗发水发生中和反应，减少对头发的伤害，起到护发的作用 pH的应用 H2SO4 + Ca(OH)2 == CaSO4 +2H2O 硫酸厂的污水中常含有硫酸等物质，可以用熟石灰进行中和处理 3、环保领域中酸性或碱性废水常利用中和反应进行处理 pH的应用 pH的应用 适宜西瓜种植的土地酸碱度为5-7 适宜高粱种植的土地酸碱度为5.5-7.5 适宜芦荟种植的土地酸碱度为6-7 4、农业生产中，调节土壤的pH，使其更适宜农作物生长 5、在科学实验和工业生产中，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 pH的应用 溶液酸碱性的判断 1．我们常见的一些食物在室温时的近似pH如表，则下列说法不正确的是(　　) A．鸡蛋清显碱性 B．胃酸过多的人应少吃泡菜 C．橘子汁能使石蕊试液变红 D．牛奶比鸡蛋清的碱性强 食物 橘子汁 泡菜 牛奶 鸡蛋清 近似pH范围 3.0～4.0 3.2～3.6 6.3～6.6 7.6～8.0 D 随堂测试 CONTENTS 目录 2．下列说法正确的是(　　) A．某溶液中c(H＋)＝c(OH－)＝10－6 mol·L－1，该溶液呈中性 B．溶液中若c(H＋)>10－7 mol·L－1，则c(H＋)>c(OH－)，溶液显酸性 C．c(H＋)越大，则pH越大，溶液的酸性越强 D．pH为0的溶液，其中只有H＋，无OH－ A 随堂测试 CONTENTS 目录 3.下列溶液一定显酸性的是 ( ) A.溶液中c(OH－)>c(H＋) B.滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液 C.溶液中c(H＋)＝10－6 mol·L－1 D.常温时，溶液中由水电离的c(H＋)＝10－9 mol·L－1 B 随堂测试 4．pH试纸使用操作中正确的是（ ） A．将pH试纸的一端浸入溶液，观察颜色的变化 B．将pH试纸浸入溶液一会儿，再取出跟标准比色卡对比 C．用洁净的玻璃棒蘸取被测溶液，滴在pH试纸上，待颜色变化后立即与比色 卡对比 D．先将pH试纸用蒸馏水润湿，再用洁净的玻璃棒蘸取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对比 C 随堂测试 5．在25 ℃时，某稀溶液中由水电离产生的c(OH－)＝10－10 mol·L－1。下列有关该溶液的叙述正确的是(　　) A．该溶液一定呈酸性 B．该溶液中c(H＋)可能等于10－5 mol·L－1 C．该溶液的pH可能为4，也可能为10 D．该溶液可能呈中性 C 随堂测试 CONTENTS 目录 随堂测试 6．某同学在实验室测某溶液的pH。实验时，先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。 (1)该学生的操作是________ (填“正确的”或“错误的”)，其理由是__________________________________________________________________。 (2) 若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是______，原因是______________________________________________________________。 错误的 蒸馏水湿润pH试纸，相当于稀释溶液，若原溶液不显中性，就会产生误差 盐酸 稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使醋酸溶液中c(H＋)受到的影响小 $