2020-2021学年鲁科版选修4第3章第1节水溶液第2课时学案

第1节水溶液第二课时学习任务c平(H＋)、c平(OH－)数据的比照，从本质上认识溶液呈酸碱性的原因。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。2．知道pH的定义，认识pH与溶液酸碱性的关系。培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。3．能进行pH的简单计算。培养证据推理与模型认知的化学核心素养。一、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平(OH－)的关系酸性c平(H＋)>c平(OH－)c平(H＋)>1×10－7mol·L－1(25℃中性c平(H＋)＝c平(OH－)c平(H＋)＝1×10－7mol·L－1(25℃碱性c平(H＋)<c平(OH－)c平(H＋)<1×10－7mol·L－1(25℃表示方法当c平(H＋)或c平(OH－)大于1mol·L－1时，通常用c平(H＋)或c平(OH－)直接表示。当c平(H＋)或c平(OH－)小于或等于1mol·L－1时，通常用pH表示微点拨：利用c平(H＋)和c平(OH－)的相对大小判断溶液酸碱性，在任何温度下均适用。某溶液的pH＝6，那么该溶液一定显酸性吗？同样，某溶液的pH＝7，那么该溶液一定显中性吗？提示：pH＝6的溶液不一定显酸性，如某温度时蒸馏水的pH＝6，但呈中性；pH＝7的溶液不一定显中性，如100℃时，pH二、水溶液的pH1．pH的定义公式：pH＝－lgc平(H＋)。微点拨：pOH＝－lgc平(OH－)，25℃2．室温下，水溶液的pH、c平(H＋)与酸碱度的关系：25℃3．溶液pH的测量方法(1)pH试纸：将pH试纸放在外表皿(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。(2)酸度计：能够直接测量溶液的pH，读数可以精确到小数点后两位。(正确的打“√〞，错误的打“×〞)(1)c平(H＋)＝10－6mol·L－1的溶液一定是酸性溶液。 ()(2)水溶液中假设c平(OH－)＞c平(H＋)，一定是碱性溶液。 ()(3)滴加紫色石蕊溶液后变红的溶液一定显酸性。 ()(4)盐的水溶液中假设c平(H＋)＝c平(OH－)，一定显中性。 ()提示：(1)×不一定，如c平(H＋)＝c平(OH－)＝10－6mol·L－1时溶液呈中性。(2)√溶液酸碱性取决于c平(H＋)和c平(OH－)的相对大小。(3)√此时溶液pH＜5，一定显酸性。(4)√溶液中c平(H＋)＝c平(OH－)时一定显中性。溶液酸碱性的判断某同学正在使用pH试纸测量某溶液的pH。他遇到了一些问题。1．pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润？提示：使用pH试纸不能用蒸馏水湿润，湿润后相当于稀释了溶液。2．溶液的酸碱性的实质是什么？提示：溶液的酸碱性指的是溶液中c平(H＋)、c平(OH－)的相对大小。1．绝对依据——c平(H＋)和c平(OH－)相对大小判据酸性中性碱性25℃c平(H＋)c平(H＋)＞10－7mol·L－1c平(H＋)＝10－7mol·L－1c平(H＋)＜10－7mol·L－125℃c平(OH－)c平(OH－)＜10－7mol·L－1c平(OH－)＝10－7mol·L－1c平(OH－)＞10－7mol·L－1任意温度下溶液中c平(H＋)＞c平(OH－)c平(H＋)＝c平(OH－)c平(H＋)＜c平(OH－)2．相对依据——pH的大小：判据酸性中性碱性25pH＜7pH＝7pH＞7任意温度下溶液中pH＜ApH＝ApH＞A注：A是该温度下溶液是中性时的pH。【例1】以下说法正确的选项是()＝0的溶液不存在B.，那么该溶液显酸性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C[由pH＝－lgc平(H＋)知，pH＝0时，c平(H＋)＝1mol·L－1，A错误；广范pH试纸测得溶液的pH只能取整数，B错误；100℃时，中性溶液的pH<7，C正确；酸溶液稀释时，溶液的pH增大，D[借题发挥](1)25℃时，pH，c平(H＋)、c平(OH－(2)酸或碱溶液稀释时，水的电离平衡如何改变？提示：(1)由pH＝－lgc平(H＋)知，pH，c平(H＋)＝10mol·L－1，c平(OH－)＝eq\f(KW,c平〔H＋〕)＝10mol·L－1。(2)酸(或碱)溶液稀释时，c平(H＋)[或c平(OH－)]减小，水的电离平衡向右移动。(1)判断：溶液酸碱性的根本依据是c平(H＋)与c平(OH－)的相对大小。pH＝7的溶液不一定是中性溶液，在室温下，pH＝7的溶液是中性溶液，在其他温度下不是中性溶液。(2)纯水中c平(H＋)＝c平(OH－)，在水溶液中c平(H＋)和c平(OH－)不一定相等，但c平(H＋)·c平(OH－)一定等于KW。(3)pH每增大1个单位，c平(H＋)减小到原来的eq\f(1,10)，c平(OH－)增大为原来的10倍。(4)一定温度下溶液中c平(H＋)·c平(OH－)为定值，假设一种离子浓度增大(或减小)，另一种离子浓度定会减小(或增大)。1．25℃时，以下溶液碱性最强的是＝11的溶液B.c平(OH－)＝0.12mol·L－1的溶液C.1L含有4gNaOH的溶液D.c平(H＋)＝1×10－10mol·L－1的溶液B[25℃时，可以根据pH或c平(H＋)比拟溶液的酸碱性，同样也可以根据c平(OH－)来比拟。A、C、D三个选项中溶液的c平(OH－)依次为1×10－3mol·L－1、0.1mol·L－1、1×10－4mol·L－1，然后再与B项中溶液的c平(OH－)比拟，可得B项中溶液的c平(OH－)最大，2．313K时，水的离子积常数KW×10－14mol2·L－2，那么在313K时，c平(H＋×10－7mol·L－1的溶液()A.呈酸性 B．呈中性C.呈碱性 D．无法判断C[313K时，c平(OH－)＝eq\f(KW,c平〔H＋〕)×10－7mol·L－1。溶液中c平(OH－)>c平(H＋)，故溶液呈碱性。]溶液pH的计算盐酸和氢氧化钠是两种常见的酸和碱，在工业生产中起着非常重要的作用。盐酸是化学工业重要原料之一，广泛用于化工原料、染料、医药、食品、印染、皮革、制糖、冶金等行业，还用于离子交换树脂的再生以及电镀、金属外表的清洗剂。氢氧化钠(NaOH)用于生产纸、肥皂、染料、人造丝、冶炼金属、石油精制、棉织品整理、煤焦油产物的提纯以及食品加工、木材加工及机械工业等方面。1．常温下0.01mol·L－1HCl溶液中：(1)由水电离出的c平(H＋)是多少？(2)pH是多少？(3)加水稀释100倍，pH是多少？提示：(1)①0.01mol·L－1HCl溶液中的OH－只来源于水的电离，且c平(OH－)水＝c平(H＋)水，H＋来源于水和HCl的电离，由于水的电离程度很小，计算时水电离的H＋可忽略，c平(H＋)＝0.01mol·L－1，c平(H＋)水＝c平(OH－)水＝c平(OH－)＝eq\f(1×10－14mol2·L－2,0.01mol·L－1)＝10－12mol·L－1。(2)pH＝－lg10－2＝2。(3)加水稀释100倍，c平(H＋)变为原来的eq\f(1,100)，即c平(H＋)＝10－4mol·L－1，pH＝4。2．常温下0.01mol·L－1NaOH溶液：(1)pH是多少？(2)加水稀释100倍，pH是多少？提示：(1)0.01mol·L－1的NaOH溶液中的OH－来源于水和NaOH的电离，由于水的电离程度很小，计算时可忽略，即c平(OH－)＝10－2mol·L－1，所以c平(H＋)＝×10－14mol2·L－2,10－2mol·L－1)×10－12mol·L－1，pH＝12。(2)加水稀释100倍，c平(OH－)＝10－4mol·L－1，所以c平(H＋)＝×10－14mol2·L－2×10－4mol·L－1)×10－10mol·L－1，pH＝10。1．溶液pH计算的根本流程2．pH的类型(1)单一溶液①强酸：c平(H＋)→pH＝－lgc平(H＋)。②强碱：c平(OH－)→c平(H＋)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(KW,c平〔OH－〕)))→pH。(2)强酸、强碱的稀释(25℃①强酸pH＝a，加水稀释10n倍，那么pH＝a＋n，无限稀释，pH约等于7。②强碱pH＝b，加水稀释10n倍，那么pH＝b－n，无限稀释，pH约等于7。(3)强酸、强碱混合后溶液pH的计算溶液类型相关计算两种强酸混合eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(强酸：c1〔H＋〕,强酸：c2〔H＋〕))⇒c平(H＋)＝eq\f(c1〔H＋〕V1＋c2〔H＋〕V2,V1＋V2)⇒pH两种强碱混合eq\b\lc\(\a\vs4\al\co1(强碱：c1〔OH－〕,强碱：c2〔OH－〕))⇒c平(OH－)＝eq\f(c1〔OH－〕V1＋c2〔OH－〕V2,V1＋V2)⇒c平(H＋)＝eq\f(KW,c平〔OH－〕)⇒pH酸碱混合恰好完全反响呈中性pH＝7(25℃酸过量c平(H＋)＝eq\f(c1〔H＋〕V1－c2〔OH－〕V2,V1＋V2)⇒pH碱过量c平(OH－)＝eq\f(c2〔OH－〕V2－c1〔H＋〕V1,V1＋V2)⇒c平(H＋)＝eq\f(KW,c平〔OH－〕)⇒pH微点拨：(1)假设pH之差≥2的两种强酸等体积混合，pH＝pH小＋0.3。(2)假设pH之差≥2的两种强碱等体积混合，pH＝pH大－0.3。【例2】某温度下纯水的pH＝6。(1)pH＝7的溶液呈________(填“酸性〞“中性〞或“碱性〞)。(2)该温度下，0.1mol·L－1的盐酸溶液的pH＝________。(3)该温度下，0.05mol·L－1的Ba(OH)2溶液的pH＝________。(4)该温度下，将pH＝11的苛性钠溶液V1L与pH＝1的稀硫酸V2L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH＝2，那么V1∶V[解析]该温度下，KW＝c平(H＋)·c平(OH－)＝10－12mol2·L－2。(1)pH＝7时，c平(H＋)＝10－7mol·L－1，c平(OH－)＝10－5mol·L－1，c平(H＋)＜c平(OH－)，溶液呈碱性。(2)pH＝－lgc平(H＋)＝－lg0.1＝1。(3)c平(H＋)＝eq\f(10－12mol2·L－2,0.05mol·L－1×2)＝10－11mol·L－1，pH＝11。(4)反响后酸剩余，那么c平(H＋)＝eq\f(0.1mol·L－1×V2－0.1mol·L－1×V1,V1＋V2)＝10－2mol·L－1，V1∶V2＝9∶11。[答案](1)碱性(2)1(3)11(4)9∶11计算溶液pH时注意的几个问题(1)外界条件是否为25℃(2)水电离出来的c平(H＋)何时忽略不计，何时不能忽略。(3)两种pH不同的碱溶液混合时，由于两碱溶液中水的电离程度不同，所以混合后溶液中水的电离平衡必发生移动，因此不可将两溶液中的H＋的物质的量相加得混合溶液中的H＋的物质的量。1．常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()B．1.7A[常温下，将0.1mol·L－1氢氧化钠溶液与0.06mol·L－1硫酸溶液等体积混合，混合溶液中氢离子浓度为×2－0.1,2)mol·L－1＝0.01mol·L－1，根据pH计算公式可求得：pH＝－lgc(H＋，A正确。]2．100℃时，KW×10－12mol2·L－2，在100℃下将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的硫酸溶液混合，假设所得溶液pH＝7，A．1∶9B．9∶1C．10∶1D．1∶10A[100℃时，KW×10－12mol2·L－2，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝10－3mol·L－1，pH＝4的硫酸溶液中c(H＋)＝10－4mol·L－1，二者混合后所得溶液pH＝7，显碱性，c(OH－)＝10－5mol·L－1，设参加NaOH溶液的体积为V1mL，参加硫酸溶液的体积为V2mL，那么eq\f(10－3V1－10－4V2,V1＋V2)mol·L－1＝10－5mol·L－1，解得氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积之比V1∶V2＝1∶9，故A正确。]1．以下溶液一定呈酸性的是()A．pHB．室温下，由水电离的c平(OH－)＝1×10－13mol·L－1C．参加酚酞，不显红色的溶液D．室温下，溶液中的H＋浓度为5×10－7mol·L－1D[水的电离是吸热反响，升高温度促进水电离，100℃时纯水的pH＝6，呈中性，，故A错误；由水电离的c平(OH－)＝1×10－13mol·L－1的溶液可能呈酸性，也可能呈碱性，故B错误；酚酞的变色范围是pH＝8～10，不能使酚酞显红色的溶液pH<8，室温下，7≤pH<8时，溶液不呈酸性，故C错误；室温下，H＋浓度为5×10－7mol·L－1的溶液中，c平(OH－)＝×10－14,5×10－7)mol·L－1＝2×10－8mol·L－1<c平(H＋)，那么溶液一定显酸性，故D正确。]2．关于pH的测定，以下说法正确的选项是()A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿B．C．利用酸碱指示剂可以测溶液的pHD．pH计是精确测定溶液pH的仪器D[pH试纸在使用前不能用水润湿，否那么会使酸性或碱性溶液中的c平(H＋)发生变化，造成误差，故A项错误；用pH试纸测出的pH是整数，故B项错误；酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性，无法测pH，故C项错误；pH计可以精确测定溶液的pH，，故D项正确。]3．某温度时KW＝1×10－12mol2·L－2，以下对纯水的表达正确的选项是()A．pH＝6，显