溶液的酸碱性与PH 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

课时2溶液的PH第二节

水的电离和溶液的PH

01学习目标

CONTENTpH与c(H＋)的关系02PH的测定03溶液中pH的计算初中化学中，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？碱性溶液：c(H＋)

c(OH－)中性溶液：c(H＋)

c(OH－)＝酸性溶液：c(H＋)

c(OH－)c(H＋)

1.0×10－7mol/L

c(OH－)

1.0×10－7mol/L＞＜c(H＋)

1.0×10－7mol/Lc(OH－)

1.0×10－7mol/L＜＜＞c(H＋)

1.0×10－7mol/L

c(OH－)

1.0×10－7mol/L==＞溶液的酸碱性取决于c(H＋)和

c(OH－)相对大小常温下与1.0×10－7mol/L有关Kw=1×10-14（25℃）一、溶液酸碱性与pH关系【学习任务一】溶液的酸碱性如何通过溶液中的c(H+)或者c(OH-)计算溶液的pH与呢？“pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出的。索伦森在20世纪初是嘉士伯实验室的主任，这个实验室是由著名啤酒公司建立的，旨在推进酿造科学。在酿造阶段要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，很麻烦。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+）。就这样“pH”成为表述溶液酸碱度的一种重要数据。【科学史话】pH=-lgc(H+)显然，对于c(H+)和c(OH-)都较小的稀溶液(<1mol/L)，用pH表示其酸碱度比直接用c(H+)或c(OH-)表示要方便例如：25℃c(H+)=1×10-7mol/L的中性溶液，pH＝-lg10-7＝7pH＝-lgc(H+)溶液的酸碱性与pHpH是c(H+)的负对数c(H+)=1×10-9mol/L的碱性溶液，pH＝-lg10-9＝9c(H+)=1×10-5mol/L的酸性溶液，pH＝-lg10-5＝5中性溶液的pH＝7

碱性溶液的pH>7酸性溶液的pH<7中性酸性碱性[H+]mol/LpH10010-110-210-310-1410-410-1310-1110-1210-1010-910-810-510-610-701234578910111213146室温下水溶液中pH、c(H+)与酸碱性的关系室温下pH=7，c(H+)=c(OH－)，溶液显中性；pH<7，c(H+)>c(OH－)，溶液显酸性；pH>7，c(H+)<c(OH－)，溶液显碱性。【学习任务一】溶液的酸碱性0≤pH≤1410－14≤c(H＋)≤1思考：pH=7的溶液一定呈中性吗?【学习任务一】PH计算pH＝－lgc(H＋)2131、单一溶液的PH计算强酸或强碱pH的计算强酸：c(酸)电离c(H+)－lgpH强碱：c(碱)c(OH－)Kwc(H+)－lgpH－lgpOH14－pOHpH电离一、单一酸或碱溶液pH的计算(2)强碱溶液[以cmol·L－1的B(OH)n溶液为例]c(OH－)＝

mol·L－1c(H＋)＝

，pH＝－lgc(H＋)＝______

nc

－lgnc

nc

(1)强酸溶液(以cmol·L－1的HnA溶液为例)c(H＋)＝

mol·L－1pH＝－lgc(H＋)＝

。2．强酸或强碱溶液

一、单一酸或碱溶液pH的计算3．弱酸或弱碱溶液

（1）弱酸HA溶液(浓度为cmol·L-1，电离常数为Ka)HAH++A-Ka=c(H+)·c(A-)c(HA)c(H+)=mol·L-1pH＝-lgc(H＋)＝

-lg(Ka·c)12一、单一酸或碱溶液pH的计算3．弱酸或弱碱溶液

（2）弱酸BOH溶液(浓度为cmol·L-1，电离常数为Kb)BOHB++OH-Kb=c(B+)·c(OH-)c(BOH)

c(H＋)＝Kwc(OH-)=_________mol·L-1(Kb·c)Kw½pH＝-lgc(H＋)＝

14+lg(Kb·c)12c(OH-)=mol·L-1一、单一酸或碱溶液pH的计算解：pH=-lgc（H+）=5已知CH3COOH的电离常数Ka＝2×10－5,计算浓度为0.5mol/L的醋酸溶液的pH。Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)c(H+)=mol·L-1=0.5×2×10－5=10-5mol/LCH3COOHCH3COO-+H+一、单一酸或碱溶液pH的计算课堂检测按照要求填空：（1）常温下，0.05mol·L－1的硫酸溶液的pH＝____________。（2）常温下，0.001mol·L－1的氢氧化钾溶液的pH＝_________。（3）常温下，pH＝12的Ba(OH)2的浓度是________mol·L－1。（4）已知CH3COOH的电离常数Ka＝2×10－5，0.1mol/L的CH3COOH溶液，pH＝________。（已知：lg2=0.3）1110.0052.85【学习任务一】PH计算2、混合溶液的PH计算pH＝－lgc(H＋)例2、pH＝2的盐酸溶液和0.00005mol/L的硫酸溶液等体积混合，

试计算混合溶液的pH①强酸与强酸混合强酸Ⅰ：cⅠ电离c(H+)Ⅰ强酸Ⅱ：cⅡ电离c(H+)Ⅱc(H+)混合－lgpH

解：c(H+)Ⅰ＝0.01mol/L

c(H+)Ⅱ＝0.00005×2＝0.0001mol/Lc(H+)混合＝pH＝-lg0.005=2+lg2=2.3常用值lg2=0.3lg3=0.5lg5=0.7【学习任务一】PH计算2、混合溶液的PH计算pH＝－lgc(H＋)例3、10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合，计

算混合溶液的pH强碱Ⅰ：强碱Ⅱ：Kw－lgpOH14－pOHcⅠ电离c(OH—)ⅠcⅡ电离c(OH—)Ⅱ－lgpHc(OH—)c(H+)②强碱与强碱混合解：c(OH－)Ⅰ＝0.1c(OH－)Ⅱ＝0.05×2＝0.1c(OH－)混合＝c(H+)混合＝pH＝－lg10－13=13或pOH＝－lg0.1=1二、强酸、强碱混合后溶液pH的计算两种溶液等体积混合且pH相差大于等于2两种强碱等体积混合，混合液pH＝pH大－lg2＝pH大－0.3两种强酸等体积混合，混合液pH＝pH小＋lg2＝pH小＋0.3【学习任务一】PH计算2、混合溶液的PH计算pH＝－lgc(H＋)例4、计算30mLpH=3的盐酸溶液与20mLpH=11的氢氧化钠溶

液反应后溶液的pH③强碱与强碱混合首先判断混合液呈酸性还是碱性pH=7a.恰好中和b.酸过量c.碱过量【学习任务一】PH计算2、混合溶液的PH计算pH＝－lgc(H＋)例4、计算30mLpH=3的盐酸溶液与20mLpH=11的氢氧化钠溶

液反应后溶液的pH解：c(H+)＝10－3mol/Lc(OH－)＝10－3mol/L

pH=－lg2×10－4＝4－lg24．酸碱混合pH之和为14的问题

二、强酸、强碱混合后溶液pH的计算（1）酸与碱的pH之和为14，等体积混合常温时若强酸与强碱等体积，则pH=7若强酸与弱碱等体积，则pH>7若弱酸与强碱等体积，则pH<7酸和碱已电离出的H＋与OH－恰好中和，谁弱谁过量，中和后还能继续电离。谁弱谁过量，谁过量显谁性。二、强酸、强碱混合后溶液pH的计算4．酸碱混合pH之和为14的问题

（2）等体积的强酸(pH1)和强碱(pH2)混合常温时若pH1+pH2=14，则溶液呈中性，pH=7若pH1+pH2>14，则溶液呈碱性，pH>7若pH1+pH2<14，则溶液呈酸性，pH<725℃，pH=a的盐酸与pH=b的NaOH溶液完全反应，

【思考与交流】V1V2=10a+b-14强酸强碱a+b=14，V酸=V碱a+b>14，V酸大a+b<14，V碱大体积比：pH之和为14的强+弱混合，有弱剩弱显弱性【问题探究三】变式3.1，判断25℃时，下列溶液混合后溶液酸碱性7①pH=1的盐酸与pH=13的NaOH溶液等体积混合②pH=1的盐酸与pH=11的NaOH溶液等体积混合③pH=3的盐酸与pH=13的NaOH溶液等体积混合④pH为12的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积混合⑤pH为12的氨水和pH为2的盐酸等体积混合中酸碱酸碱【问题探究三】变式3.2

7①25℃，pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液完全反应，则盐酸与NaOH溶液体积比为：

；②25℃，pH=2的盐酸与pH=10的NaOH溶液混合至pH=7，则盐酸与NaOH溶液体积比为：；③25℃，pH=4的盐酸与pH=12的NaOH溶液完全反应，则盐酸与NaOH溶液体积比为：。1：11：102102：1【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化3.溶液稀释后pH例：取1mLpH=3的硫酸溶液加水稀释到100mL，溶液的pH变为多少？解：c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol/L×10-3L=10-5mol/L10-1L=n(H+)V[H2SO4(aq)]若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？102103pH=6pH=8pH接近于773pHV水①强酸溶液的稀释【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化3.溶液稀释后pH②弱酸溶液的稀释

常温下，pH=4的CH3COOH溶液加水稀释到原来的10倍，溶液的pH变为多少？CH3COOHCH3COO-+H+

稀释，电离平衡正向移动,有补充电离。

c(H+)=10-4mol/L=10-5mol/L10稀释10倍pH＜5无限稀释，pH无限接近于7,但小于7＞结论：稀释10倍pH变化（增大）＜174pHV水说明：弱酸（弱碱）在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。无限稀释不变性7为限。【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化加水稀释相同的倍数醋酸的pH大强酸的pH变化程度大加水稀释到相同的pH盐酸加入的水多一强一弱(以强酸、弱酸为例)比较图像题的分析方法①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释，pH变化越陡越强【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸pH=m时都加水稀释10n倍，强酸pH=m+n弱酸m＜pH＜m+npH=m时加水稀释相同的pH，醋酸加入的水多V1＜V2【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化3.溶液稀释后pH①强碱溶液的稀释解：稀释前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？103pH=8pH=6pH接近于7原来的102稀释后c(OH-)=稀释后溶液的pH=

9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水无限稀释不变性7为限例：取pH=11的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后，溶液的pH变为多少？【学习任务二】酸碱溶液稀释时PH的变化结论：强酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。强酸pH=a,加水稀释10n倍后，pH=a+n;强碱pH=b,加水稀释10n倍后，pH=b-n.结论：弱酸(碱)每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位；弱酸pH=a,加水稀释10n倍后，a＜pH＜a+n;弱碱pH=b,加水稀释10n倍后，b＞pH＞b-n.1.pH相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图酸碱溶液稀释时pH的变化图像2.c相等的酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图无论是c相等还是pH相等，加水稀释相同倍数pH变化大的都是强酸或强碱。三、溶液稀释的pH计算4.pH与稀释倍数的线性关系

③水的电离程度：d＞c＞a＝b①HY为强酸、HX为弱酸。②a、b两点的溶液中：c(X－)＝c(Y－)。三、溶液稀释的pH计算4.pH与稀释倍数的线性关系

③水的电离程度：a＞b①MOH为强碱、ROH为弱碱。②c(ROH)＞c(MOH)。三、溶液稀释的pH计算5．室温下，有关pH计算结果一定正确的是①强酸pH=a，加水稀释到10n倍，则pH=a+n②弱酸pH=a，加水稀释到10n倍，则pH<a+n(a+n<7)③强碱pH=b，加水稀释到10n倍，则pH=b−n④弱碱pH=b，加水稀释到10n倍，则pH>b−n(b−n>7)A．①② B．②③ C．③④ D．②④【答案】D三、溶液稀释的pH计算2、pH＝2的两种弱酸HA、HB加水稀释后，溶液pH随加水量变化的曲线如下图所示。则下列叙述正确的是(

)A．电离常数HA>HBB．等体积的HA和HB与等浓度的NaOH

反应，HA消耗的NaOH多C．等体积的HA和HB与足量的Zn反应，HA生成的氢气多D．两种酸的物质的量浓度相同A新知探究三、pH的测定1、利用pH试纸测定(1)pH试纸分类广泛pH试纸:精密pH试纸精度:读整数精度:读至小数点后1位新知探究三、pH的测定1、利用pH试纸测定取一小块pH试纸放在干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中央，当试纸变色稳定后立即与标准比色卡对照，读出pH。(2)pH试纸实验操作步骤(3)pH试纸测得PH注意事项①不能用水湿润②不能把PH试纸插入待测液③广泛PH试纸读数为整数④不能测有色溶液、漂白性、强氧化性溶液的PH新知探究pH计，又叫酸度计，可用来精密测量溶液的pH(读至小数点后2位)，其量程为0～14。2、利用pH计测定三、pH的测定血液的正常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。pH的应用溶液的酸碱性与pH医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数H+(aq)+HCO3-(aq)H2CO3(aq)CO2(g)+H2O(l)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。pH的应用溶液的酸碱性与pH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H2SO4+Ca(OH)2==CaSO4+2H2OpH的应用溶液的酸碱性与pH环保领域中酸性或碱性废水常利用中和反应进行处理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6-7pH的应用溶液的酸碱性与pH农业生产中，调节土壤的pH，使其更适宜农作物生长pH的应用溶液的酸碱性与pH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血液唾液胃液胆汁尿液pH7.35～7.456.6～7.10.8～1.56.8～6.745.0～7.0【阅读拓展1】人体某些体液的正常pH范围【学习任务三】pH测定和调控的意义【阅读拓展2】土壤的酸碱性直接影响植物的生长发育。例如浙江的“龙井茶”就只能产于微酸性的土壤中。如果酸性太强就无法正常生长。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＋)＝1.0×10－7mol·L－1C．c(OH－)＝c(H＋)的溶液呈中性D．在100℃时，纯水的pH<7，因此显酸性答案C解析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1.0×10－7mol·L－1，所以B项错误，C项正确；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．用pH试纸测定某无色溶液的pH，下列说法正确的是(

)A．将pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化并与标准比色卡对照B．用广泛pH试纸测得氯水的pH为2C．用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色并与标准比色卡对照D．用干燥、洁净的玻璃棒蘸取溶液，滴在湿润的pH试纸上，测量的pH一定偏低答案C解析pH试纸直接浸入待测液，会污染溶液，A错误；氯水有强氧化性，pH试纸会被漂白，应用pH计测定氯水的pH，B错误；测定溶液pH的正确操作方法为用干燥、洁净的玻璃棒蘸取待测液滴到放在玻璃片或表面皿