2022版新教材化学鲁科版选择性必修第一册学案：3-1 课时2 水溶液的酸碱性与PH WORD版含解析.docx

1、课时2 水溶液的酸碱性与pH课标解读课标要求素养要求1.通过室温下溶液中c平(H+)、c平(OH-) 数据的对比,从本质上认识溶液呈酸、碱性的原因。2.明确pH 的定义,认识pH 与溶液酸碱性的关系。3.能进行溶液pH 的简单计算,能正确测定溶液pH 。1.证据推理与模型认知:能通过公式计算水的离子积常数和pH ,能通过分析、推理等方法认识研究对象的本质特征。2.变化观念与平衡思想:认识外加酸或碱对水电离平衡的影响,认识溶液pH 的概念及溶液酸碱性与pH 的关系。自主学习必备知识知识点 水溶液的酸碱性与pH1.水溶液的酸碱性判断标准c平(H+) 与c平(OH-) 的相对大小与c平(H+) 、c

2、平(OH-) 的关系酸性c平(H+) c平(OH-)c平(H+) 110-7molL-1(25C)中性c平(H+) =c平(OH-)c平(H+) =110-7molL-1(25C)碱性c平(H+) c平(OH-)c平(H+) 110-7molL-1(25C)表示方法当c平(H+) 或c平(OH-)1molL-1 时,通常用c平(H+) 或c平(OH-) 直接表示当c平(H+) 或c平(OH-)1molL-1 时,通常用pH 表示2.水溶液的pH（1）pH 的定义公式： pH=-lgc平(H+) 。（2）室温下,水溶液的pH、c平(H+) 与酸碱度的关系：（3）溶液pH 的测量溶液的pH 可用

3、酸碱指示剂 、 pH试纸 等来测定;精确地测定溶液的pH ,则需要使用 酸度计 。想一想 土壤的酸碱性直接影响植物的生长发育,浙江的“龙井茶”只能生长于弱酸性的土壤中。可以用pH 试纸测定pH ,判断土壤的酸碱性。请问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？答案：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。判一判1. pH7 的溶液一定呈酸性( )2.任何温度下,0.01molL-1 的盐酸的pH=2 （忽略水电离出的H+ ）( )3.在100 时,纯

4、水的pH=7 ( )互动探究关键能力探究点一 溶液酸碱性的判断知识深化1.溶液酸碱性的判断溶液性质c平(H+) 与c平(OH-) 的大小关系c平(H+) 与KW 的大小关系（25 时,KW=10-7molL-1 ）pH(25)中性c平(H+)=c平(OH-)c平(H+)=10-7molL-1=7酸性c平(H+)c平(OH-)c平(H+)KW7碱性c平(H+)c平(OH-)c平(H+)KW72.溶液酸碱性的测定方法（1）酸碱指示剂法该法只能测溶液的酸碱性,即pH 的大致范围,不能测出具体数值,常见的酸碱指示剂的变色范围如下。（2）pH 试纸法a .广泛pH 试纸：其pH 范围是114 （最常用）

5、。将pH 试纸放在表面皿（或玻璃片）上,用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH 试纸的中部,待颜色变化稳定后对照标准比色卡可以得到溶液pH ,所得pH 均为正整数。b .精密pH 试纸：其pH 范围较窄,可判别0.2或0.3的pH 差值。c .专用pH 试纸：用于酸性、中性和碱性溶液的专用pH 试纸。（3）酸度计法精确测定溶液的pH 时使用酸度计,测量时可直接读出溶液的pH 。题组过关1.下列说法正确的是( )A.pH=0 的溶液不存在B.使用广泛pH 试纸测得某溶液的pH=3.5 ,则该溶液显酸性C.中性溶液的pH 不一定等于7D.酸或碱溶液稀释时,溶液的pH 均减小答案：C解析：由pH=-lgc平(

6、H+) 知,pH=0 时,c平(H+)=1molL-1,A 错误;广泛pH 试纸测得溶液的pH 只能取整数,B错误;100 时,中性溶液的pH7,C 正确;酸溶液稀释时,溶液的pH 增大,D错误。2.25 时,下列溶液碱性最强的是( )A.pH=11 的溶液B.c平(OH-)=0.12molL-1 的溶液C.1L 含有4gNaOH 的溶液D.c平(H+)=110-10molL-1 的溶液答案：B解析：25 时,可以根据pH 或c平(H+) 比较溶液的酸碱性,同样也可以根据c平(OH-) 来比较。A、C、D三个选项中溶液的c平(OH-) 依次为110-3molL-1、0.1molL-1、110-

7、4molL-1 ,然后再与B项中溶液的c平(OH-) 比较,可得B项中溶液的c平(OH-) 最大,碱性最强。探究点二 溶液pH的计算情境探究问题1：25 时,0.005molL-1 的H2SO4 溶液的pH 是多少？110-5molL-1 的NaOH 溶液的pH 是多少？答案：提示0.005molL-1 的H2SO4 溶液pH=2。NaOH 溶液中c平(OH-)=110-5molL-1, 则c平(H+)=KWc平(OH-)=110-9molL-1, 则pH=9 。问题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

8、的体积变化)：pH=13 的NaOH 溶液c平(H+)=10-13molL-1pH=11 的Ba(OH)2 溶液c平(H+)=10-11molL-1故二者的混合溶液中c平(H+)=12(10-13molL-1+10-11molL-1)510-12molL-1pH=-lgc平(H+)=-lg(510-12)11.3该计算过程正确吗？答案：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-)=0.001molL-1V+0.1molL-1V2V=0.0505molL-1,pH=-lg10-140.0

9、50512.7 。问题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？答案：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。探究归纳1.计算步骤25 时,计算溶液pH 的步骤如下：2.单一溶液pH的计算（1）强酸溶液,如HnA 溶液,设溶质的物质的量浓度为cmolL-1,c(H+)=ncmolL-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc 。（2）强碱溶液,如B(OH)n 溶液,设溶质的物质

10、的量浓度为cmolL-1,c(H+)=10-14ncmolL-1,pH=-lgc(H+)=14+lgnc 。3.混合溶液pH的计算（忽略溶液混合后的体积变化）（1）两强酸混合后pH 的计算由c混(H+)=c1(H+)V1+c2(H+)V2V1+V2 先求出混合后的c混(H+), 再根据公式pH=-lgc(H+) 求pH 。（2）两强碱混合后pH 的计算由c混(OH-)=c1(OH-)V1+c2(OH-)V2V1+V2, 先求出混合后的c混(OH-), 再通过KW 求出混合后的c混(H+), 最后求pH 。（3）强酸与强碱溶液混合后pH 的计算强酸与强碱混合的实质是中和反应,即H+OH-=H2O

11、 ,中和后溶液的pH 有以下三种情况：恰好中和,pH=7 。剩余酸,先求中和后的c混(H+) ,再求pH 。c混(H+)=c(H+)V酸-c(OH-)V碱V酸+V碱剩余碱,先求中和后的c混(OH-) ,再通过KW 求出c混(H+),c混(H+)=KWc混(OH-) ,最后求pH 。c混(OH-)=c(OH-)V碱-c(H+)V酸V酸+V碱4.溶液稀释时pH的变化（1）对于强酸溶液,每稀释至10倍体积,pH 增大1个单位;对于弱酸溶液,稀释至10倍,pH 增大不足1个单位;对于强碱溶液,稀释至10倍,pH 减小1个单位。对于弱碱溶液,稀释至10倍,pH 减小不足1个单位。室温下,无论稀释多少倍,

12、酸溶液的pH 不能等于或大于7,碱溶液的pH 不能等于或小于7,只能趋近于7。（2）pH 相同的强酸和弱酸稀释相同倍数后,强酸的pH 变化大,弱酸的pH 变化小;pH 相同的强碱和弱碱稀释相同倍数后,强碱的pH 变化大,弱碱的pH 变化小。故利用pH 变化大小可判断酸、碱的强弱。探究应用例 常温下,将0.1molL-1 氢氧化钠溶液与0.06molL-1 硫酸溶液等体积混合,该混合溶液的pH 等于( )A.1.7B.2.0C.12.0D.12.4答案：B解析： 0.06molL-1 硫酸溶液中c平(H+)=0.12molL-1 ,硫酸与氢氧化钠混合后,酸过量,溶液显酸性。设两溶液的体积都为1L

13、 ,则混合后溶液中c平(H+)=0.01molL-1,pH=2,B 项正确。解题感悟溶液pH 计算的基本流程迁移应用1.（2021山东淄博高二月考）常温下等体积混合0.1molL-1 的盐酸和0.06molL-1 的Ba(OH)2 溶液后,溶液的pH 等于( )A.2.0B.12.3C.1.7D.12.0答案：D解析：由题意可知混合后溶液呈碱性,设溶液体积为1L ,先计算c(OH-)=0.062-0.12molL-1=0.01molL-1 ,然后求c(H+)=KWc(OH-)=10-1410-2molL-1=10-12molL-1,pH=12.0 。2.（）对于常温下pH 为1的硝酸溶液,下列

14、叙述正确的是( )A.该溶液1mL 稀释至100mL 后,pH=3B.向该溶液中加入等体积、pH 为12的氢氧化钡溶液恰好完全中和C.该溶液中硝酸电离出的c(H+) 与水电离出的c(H+) 之比为10-12D.该溶液中水电离出的c(H+) 是pH 为3的硝酸溶液中水电离出的c(H+) 的100倍答案：A解析：硝酸为强电解质,完全电离,稀释至100倍,pH 增大2,A正确;pH 为1的硝酸溶液与等体积、pH 为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和,B错误;硝酸电离出的c(H+)=0.1molL-1, 水电离出的c(H+)=10-13molL-1, 二者之比为1012,C 错误;pH 为3的硝酸溶液中水

15、电离出的c(H+)=10-11molL-1, 故比值应为0.01,D错误。评价检测素养提升课堂检测1.（2021山东济南高二月考）常温下,结合下表中所列物质的pH ,判断在下列各组物质中,分别能使紫色石蕊溶液变红、不变色、变蓝的是( )物质酱油厕所清洁剂食盐水牙膏肥皂水橘汁草木灰水柠檬汁pH4.81.77.08.29.23.510.62.5A.柠檬汁、食盐水、厕所清洁剂B.牙膏、食盐水、肥皂水C.草木灰水、食盐水、柠檬汁D.橘汁、食盐水、草木灰水答案：D解析：常温下,使紫色石蕊溶液变红的是酸性溶液,pH7 ;不变色的是中性溶液,pH=7 ;变蓝的是碱性溶液,pH7 。2.能说明溶液呈中性的可靠

16、依据是( )A.pH=7B.紫色石蕊试液不变色C.pH 试纸不变色D.c平(H+)=c平(OH-)答案：D解析：pH=7 的溶液不一定呈中性,如100 时,水的离子积常数是10-12mol2L-2,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5.08.0 ,紫色石蕊试液不变色,溶液不一定呈中性,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。3.纯水在25 和80 时,pH 前后大小关系及溶液酸碱性分别是( )A.pH 前pH 后 弱酸性B.pH 前pH 后

17、都显中性C.pH 前pH 后 弱酸性D.pH 前pH 后 都显中性答案：B解析：KW 随温度升高而增大,纯水中c平(H+) 也随温度升高而增大,pH 随温度升高而减小,但c平(H+) 仍等于c平(OH-) ,显中性。4.（2021山东泰安高二月考）常温下,喷墨打印机墨汁的pH 为7.59.0 。当墨汁喷在纸上时,与酸性物质作用生成不溶于水的固体。由此可知( )墨汁偏碱性 墨汁偏酸性 纸张偏酸性 纸张偏碱性A.B.C.D.答案：A解析：常温下pH7 的液体呈碱性,碱性墨汁喷在纸上与酸性物质作用生成不溶于水的固体,故纸张偏酸性。素养视角1.离子积常数是化学平衡常数的一种形式,多用于纯液体和难溶电解

18、质的电离。在某温度时,测得0.01molL-1 的NaOH 溶液的pH=11 。（1）该温度下水的离子积常数KW=mol2L-2 。（2）在此温度下,将VaLpH=a 的NaOH 溶液与VbLpH=b 的硫酸溶液混合。若所得混合液为中性,且a=12,b=2, 则Va:Vb= 。若所得混合液为中性,且a+b=12 ,则Va:Vb= 。答案：（1）110-13 （2）1:10 10:1解析：（1）由题意知,NaOH 溶液中c(H+)=10-11molL-1,c(OH-)=0.01molL-1, 故KW=c(H+)c(OH-)=110-13mol2L-2 。（2）根据中和反应：H+OH-=H2O,c(H+)Vb=c(OH-)Va,10-2Vb=10-13/10-12Va,VaVb=10-210-1=1:10 。根据中和反应：H+OH-=H2O,c(H+)Vb=c(OH-)Va,10-bVb=10-13/10-aVa,VaVb=10-b10a-13=1013-(a+b)=10, 即Va:Vb=10:1 。