高中化學 3.2.1 溶液的酸堿性課件 魯科版選修4.ppt

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第二單元溶液的酸堿性第1課時溶液的酸堿性,一、溶液的酸堿性溶液的酸堿性是由溶液中c(H+)與c(OH-)的相對大小決定的：,強,強,=,>,c(OH-)的溶液都呈酸性。()(3)強酸和強堿等物質的量混合后溶液呈中性。()(4)含OH-的溶液呈堿性。(),【答案解析】(1)。分析：NaHSO4為鹽，溶于水顯酸性。(2)√。分析：只要c(H+)>c(OH-)，溶液就顯酸性，與溫度無關。(3)。分析：雖然酸、堿的物質的量相等，但n(H+)與n(OH-)不一定相等，如硫酸與氫氧化鈉。(4)。分析：任何水溶液中都含有H+、OH-。,2.90℃時水的離子積Kw=3.810-13，該溫度時純水的pH()A.等于7B.小于7C.大于7D.無法確定【解析】選B。25℃時純水中c(H+)=c(OH-)=10-7molL-1，pH為7，Kw=c(H+)c(OH-)=110-14。當溫度升高時，純水的電離程度增大，c(H+)=c(OH-)>10-7molL-1，pH0.10molL-1，pH大于13；C選項pH等于13；D選項pH等于10，故B選項堿性最強。,5.常溫下，檸檬酸水溶液的pH是3，食醋的pH是2，可樂的pH是6，三種物質的溶液中c(OH-)分別是()A.110-11molL-1，110-12molL-1，110-8molL-1B.110-11molL-1，110-8molL-1，110-12molL-1C.210-11molL-1，110-10molL-1，110-8molL-1D.110-8molL-1，110-11molL-1，110-12molL-1,【解析】選A。常溫下，Kw=c(H+)c(OH-)=110-14。pH=3時，c(OH-)=110-11molL-1，pH=2時，c(OH-)=110-12molL-1，pH=6時，c(OH-)=110-8molL-1。,6.關于pH的測定，下列說法正確的是()A.pH試紙在使用之前應用蒸餾水潤濕B.用廣范pH試紙測得某鹽酸的pH=2.3C.利用酸堿指示劑可以測溶液的pHD.pH計是精確測定溶液pH的儀器,【解析】選D。pH試紙在使用之前不能用水潤濕，如果用水潤濕了則會使酸、堿中的c(H+)發(fā)生變化，使所測pH與實際不符，故A項錯誤；廣范pH試紙可以識別的pH差值為1，所以用廣范pH試紙測得的是整數(shù)，故B項錯誤；酸堿指示劑只能判斷溶液的酸堿性，無法測其pH，故C項錯誤；pH計可以精確測定溶液的pH，可以精確到0.1個pH單位，故D項正確。,一、溶液pH的計算1.計算依據(jù)的公式：(1)pH計算公式：pH=-lgc(H+)①。(2)輔助公式(水的離子積)：Kw=c(H+)c(OH-)=110-14(常溫)②。,2.計算方法：(1)強酸溶液：c(酸)c(H+)pH。(2)強堿溶液：c(堿)c(OH-)c(H+)pH。(3)強酸+強酸。,(4)強堿+強堿。,(5)強酸+強堿。①恰好反應，溶液呈中性，pH=7。,(6)溶液的稀釋。,【微思考】(1)常溫下將①pH=13的NaOH溶液與②pH=10的NaOH溶液等體積混合，小明同學按下列方法求pH：①中c1(H+)=1.010-13molL-1②中c2(H+)=1.010-10molL-1故混合后c總(H+)=≈0.510-10molL-1，pH=-lg[c總(H+)]=-lg(0.510-10)=10.3。,上述結果是否正確？提示：不正確。解題思路錯誤。堿性溶液相混合后，應先求總的OH-濃度，再利用Kw求出c(H+)，然后求pH。,(2)對于H2SO4溶液和NaOH溶液，當溫度升高時，為什么前者pH保持不變，而后者pH要變??？提示：因為pH定義的是c(H+)的負對數(shù)值，當溫度升高時水的電離程度增大，水電離出的c(H+)和c(OH-)均增大。在酸性溶液中，酸電離的c(H+)很大，水電離的c(H+)很小，再增大也無法與酸電離所產(chǎn)生的c(H+)比較，可忽略。而在堿性溶液中，水電離的c(OH-)增大的部分遠小于堿電離的c(OH-)，可忽略。,c(H+)的變化才真正體現(xiàn)了水的電離程度，所以在酸中升溫，c(OH-)稍增大，c(H+)基本不變，在堿中升溫，c(H+)稍增大，c(OH-)基本不變，所以升溫時，酸中pH不變而堿中pH變小。,【過關題組】1.(2014鎮(zhèn)江高二檢測)某溫度t時，純水pH=6.5，則t25℃(填“>”“水的電離過程是吸熱的，升高溫度，電離平衡正向移動，Kw增大，則t>25℃(1)10∶1(2)9∶2,2.(2014福州高二檢測)將pH=1的鹽酸平均分成兩份，一份加入適量水，另一份加入與該鹽酸物質的量濃度相同的適量NaOH溶液，pH都升高了1，則加入的水與NaOH溶液的體積比為()A.9∶1B.10∶1C.11∶1D.12∶1,【解析】選C。設所取每份鹽酸的體積為V1，使鹽酸由pH=1變?yōu)閜H=2，所加水的體積V水為9V1，又設所加NaOH溶液的體積為V2，則有c(H+)=molL-1=0.01molL-1，解得9V1=11V2，則V水∶V2=11∶1。,【互動探究】(1)題1中溫度t下的pH=10的氫氧化鈉溶液中的c(OH-)為多少？提示：110-3molL-1。溫度t下的pH=10的氫氧化鈉溶液中的c(H+)=110-10molL-1，c(OH-)=Kw/c(H+)=110-13/110-10=110-3molL-1。,(2)題1中若在25℃時，題中的酸堿混合呈中性時，a∶b為多少？提示：25℃時，氫氧化鈉溶液中，c(OH-)=10-3molL-1，則n(OH-)=aL10-3molL-1=0.001amol。稀硫酸中，n(H+)=bL10-1molL-1=0.1bmol。要使所得混合液為中性，即n(H+)=n(OH-)，故0.1bmol=0.001amol，得a∶b=100∶1。,【變式訓練1】(2014梧州高二檢測)取物質的量濃度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2體積比相混合，所得溶液的pH等于12，則原溶液的濃度為()A.0.01molL-1B.0.017molL-1C.0.05molL-1D.0.50molL-1【解析】選C。設NaOH和HCl溶液的物質的量濃度都為x。根據(jù)反應后溶液的pH=12顯堿性列計算式：=c(OH-)=0.01molL-1，解得x=0.05molL-1。,【變式訓練2】某溫度下的水溶液中，c(H+)=10 xmolL-1，c(OH-)=10ymolL-1。x與y的關系如下圖所示。(1)該溫度下，水的離子積為。(2)該溫度下，0.01molL-1NaOH溶液的pH為。,【解析】該溫度下，水的離子積為K′w=c(H+)c(OH-)=10 x10y=10 x+y，由圖像可知x+y=-15，故K′w=10-15；該溫度下，0.01molL-1的NaOH溶液中c(OH-)=110-2molL-1，故c(H+)=110-13(molL-1)，所以pH=13。答案：(1)110-15(2)13,二、酸堿混合溶液酸堿性的判斷1.等濃度等體積一元酸與一元堿混合的溶液酸堿性的判斷：若為強酸和強堿混合，溶液顯中性。,2.室溫下，已知酸和堿pH之和，等體積混合后溶液酸堿性的判斷：(1)若強酸與強堿溶液的pH之和等于14，則混合后溶液顯中性，pH=7。(2)若強酸與強堿溶液的pH之和大于14，則混合后溶液顯堿性，pH>7。,(3)若強酸與強堿溶液的pH之和小于14，則混合后溶液顯酸性，pH14，則Va>Vb；若a+b<14，則Vac(OH-)，顯酸性；c(H+)6顯堿性。所以使用pH時需注明溫度，若未注明溫度，一般指室溫，就認為pH=7為中性。,【微思考】(1)0.1molL-1的鹽酸和0.1molL-1的氫氧化鈉溶液等體積混合，所得溶液呈酸性、堿性還是中性？提示：二者恰好完全反應，溶液呈中性。(2)室溫下，pH=3的醋酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合，判斷所得溶液的酸堿性。提示：二者反應后剩余大量的醋酸，所得溶液呈酸性。,【過關題組】1.(2014連云港高二檢測)室溫時，將xmLpH=a的稀NaOH溶液與ymLpH=b的稀鹽酸充分反應。下列關于反應后溶液pH的判斷，正確的是()A.若x=y，且a+b=14，則pH>7B.若10 x=y，且a+b=13，則pH=7C.若ax=by，且a+b=13，則pH=7D.若x=10y，且a+b=14，則pH>7,【解題探究】(1)如何由溶液的pH分別計算兩溶液中的c(H+)和c(OH-)？提示：在稀鹽酸中c(H+)=10-b，稀NaOH溶液中c(H+)=10-a，所以c(OH-)==10a-14。(2)酸堿的pH之和等于14的意義是什么？提示：酸溶液中c(H+)=堿溶液中c(OH-)。,【解析】選D。若a+b=14，x=y，則n(OH-)=n(H+)，pH=7，A項錯誤；若a+b=13，10 x=y，則10a+b-14=，溶液呈酸性，pHb)，故pH7，D項正確。,2.室溫下，下列溶液等體積混合后，所得溶液的pH一定小于7的是()A.0.1molL-1的鹽酸和0.1molL-1的氫氧化鈉溶液B.0.1molL-1的鹽酸和0.1molL-1的氫氧化鋇溶液C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氫氧化鈉溶液D.pH=4的鹽酸和pH=10的氨水,【解析】選C。HCl為一元強酸，NaOH為一元強堿，Ba(OH)2為二元強堿，故等體積等物質的量濃度的HCl與NaOH恰好中和，pH=7，而與Ba(OH)2反應時，Ba(OH)2過量，pH>7；pH=4的醋酸溶液中電離出的c(H+)=110-4molL-1，pH=10的NaOH溶液中電離出的c(OH-)=110-4molL-1，因此僅由CH3COOH電離出的H+恰好與NaOH中和，還有大量的CH3COOH分子過量，故pH7。,【互動探究】(1)若將題1中的NaOH改成氨水，D選項還正確嗎？提示：正確。因為氨水是弱堿，隨著反應的進行，NH3H2O繼續(xù)電離出OH-。(2)若將題2中C選項中的醋酸改為鹽酸，反應后的pH為多少？提示：pH=7。因為鹽酸為一元強酸，氫氧化鈉為一元強堿，故酸堿恰好完全反應。,【變式訓練1】室溫時，下列混合溶液的pH一定小于7的是()A.pH=3的鹽酸和pH=11的氨水等體積混合B.pH=3的鹽酸和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氫氧化鋇溶液等體積混合D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等體積混合【解析】選C。A項氨水過量，pH>7；B項pH=7；C項CH3COOH過量，pH7。,【變式訓練2】(雙選)(2014大同高二檢測)常溫下用pH為3的某酸溶液分別與pH都為11的氨水、氫氧化鈉溶液等體積混合得到a、b兩種溶液，關于這兩種溶液酸堿性的描述正確的是()A.b不可能顯堿性B.a可能顯酸性或堿性C.a不可能顯酸性D.b可能顯堿性或酸性,【解析】選A、B。pH都為11的氨水、氫氧化鈉溶液，其濃度分別為大于10-3molL-1和等于10-3molL-1，由于pH為3的某酸溶液，其強弱未知，因此與pH為11的氨水反應時，都有可能過量；而與pH為11的氫氧化鈉溶液反應時酸可能過量或兩者恰好反應。,【備選要點】溶液的酸堿性與酸堿強弱的關系1.區(qū)別：(1)溶液的酸堿性指的是溶液中c(H+)、c(OH-)的相對大??；而酸和堿的酸堿性強弱是指其電離出H+或OH-的能力。(2)酸、堿的強弱是以電解質的電離程度來區(qū)分的。強酸、強堿在溶液中完全電離，弱酸、弱堿在溶液中部分電離。,2.聯(lián)系：(1)強酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性強。(2)酸性強的溶液不一定是強酸溶液。(3)pH相同的溶液弱酸濃度大，中和能力強。例如1LpH=1的醋酸溶液和1LpH=1的鹽酸溶液，醋酸溶液的中和能力更強。(4)中和能力相同的酸，其提供H+的能力相同。例如1L0.1molL-1的CH3COOH和1L0.1molL-1的鹽酸，均可提供0.1mol的H+，二者的中和能力相同。,【微思考】(1)請思考在一定溫度下，強堿的pH一定比弱堿的pH大嗎？提示：不一定。pH的大小，取決于溶液中的c(OH-)的大小。強堿溶液中的c(OH-)不一定大，弱堿溶液中的c(OH-)不一定小。(2)等體積、等pH的NaOH和NH3H2O，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，則消耗鹽酸的體積的大小關系如何？提示：由于NH3H2O是弱堿，所以等體積、等pH時，NH3H2O的濃度較大，恰好中和時所需等濃度的鹽酸的體積較多。,(3)有兩瓶pH=2的一元酸溶液，一瓶是強酸，一瓶是弱酸，用pH試紙和水能否將它們鑒別開？提示：各取等體積酸液用蒸餾水稀釋相同倍數(shù)(如100倍)，然后用pH試紙分別測其pH，pH變化大的那瓶是強酸。,【過關題組】1.下列說法正確的是()A.pH=7的溶液一定顯中性B.pH=6的溶液一定顯酸性C.c(H+)7或c(OH-)>10-7molL-1的溶液才顯堿性，因此A、B、D選項中的敘述均不正確。判斷溶液酸堿性的根本標準是溶液中c(H+)與c(OH-)的相對大小，如C項中c(H+)a>b。,(2)同體積、同物質的量濃度的三種酸溶液，中和NaOH的能力由大到小的順序是什么？提示：酸中和堿的能力是依據(jù)酸與堿反應的方程式系數(shù)來判斷的，所以同體積、同物質的量濃度的鹽酸、醋酸中和NaOH的能力相等，且小于硫酸的，故b>a=c。,(3)當其pH相同時，物質的量濃度由大到小的順序是什么？提示：pH相等，因醋酸為弱酸，其物質的量濃度遠大于溶液中的c(H+)；鹽酸是一元強酸，硫酸是二元強酸，所以物質的量濃度：c>a>b。,(4)當pH相同、體積相同時，分別加入足量鋅，相同狀況下產(chǎn)生的氣體體積由大到小的順序是什么？提示：鋅足量，產(chǎn)生氫氣的體積由n(H+)決定，所以c>a=b。,(5)當pH相同、體積相同時，同時加入形狀、密度、質量完全相同的鋅。若產(chǎn)生相同體積的氫氣(相同狀況)，則開始時反應速率大小有何關系？反應所需時間的長短有何關系？提示：產(chǎn)生的氫氣相等可見鋅量不足，開始c(H+)相等，反應速率相等；但是醋酸為弱酸，繼續(xù)電離使c(H+)的變化緩慢，所用時間短，而硫酸和鹽酸中的c(H+)變化速度相等，所用時間相等，故所需時間a=b>c。,【探究歸納】強、弱酸(或強、弱堿)稀釋時pH變化規(guī)律相同pH的強酸和弱酸(或強堿和弱堿)稀釋時，溶液的pH與加水的體積關系如下圖所示，解答此類試題時應明確：,(1)相同pH的強堿和弱堿，加水稀釋相同倍數(shù)后：pH強堿pH弱酸，故圖中c是強酸。(2)對于pH=y的強酸溶液稀釋時，體積每增大10n倍，pH=y+n；對于pH=y的弱酸溶液來說，體積每增大10n倍，pHx-n；無論怎樣稀釋，堿性溶液的pH只能接近7，不可能等于或小于7，因為當pH接近8的時候，再加水稀釋，由水提供的OH-就不能再忽略了。,【探究體驗】1.(2014鄭州高二檢測)pH=2的兩種一元酸x和y，體積均為100mL，稀釋過程中pH與溶液體積的關系如下圖所示。分別滴加NaOH溶液(c=0.1molL-1)至pH=7。消耗NaOH溶液的體積為Vx、Vy，則()A.x為弱酸，VxVyC.y為弱酸，VxVy,【解析】選C。pH相等的兩種酸，稀釋反應過程中，強酸的pH變化大，弱酸的pH變化小，因為弱酸反應時逐漸電離出H+，故y為強酸，x為弱酸。等pH的x、y相比，y的濃度比x的濃度大得多，故體積均為100mLy消耗的OH-多。,2.室溫下，pH相差1的兩種一元堿溶液A和B，分別加水稀釋時，溶液的pH變化如圖所示。下列說法正確的是()A.稀釋前，c(A)=10c(B)B.稀釋前，A溶液中由水電離出的OH-的濃度大于10-7molL-1C.在M點，A、B兩種堿溶液中陽離子的物質的量濃度相等D.用醋酸中和A溶液至恰好完全反應時，溶液的pH為7,【解析】選C。曲線的斜率越小，稀釋時，其pH變化越緩慢，說明堿性越弱，即B的堿性弱于A的堿性，pH相差1，c(H+)相差10倍，但兩溶液濃度相差大于10倍，A項錯誤；堿溶液中，水的電離受到抑制，由水電離出的c(OH-)小于10-7molL-1，B項錯誤；M點時，兩溶液pH相等，對應的c(H+)和c(OH-)都相等，根據(jù)溶液的電中性，A、B兩溶液中陽離子的物質的量濃度相等，C項正確；A的堿性較強，用醋酸中和A溶液至恰好完全反應時，溶液的pH可能會大于7，D項錯誤。,【鞏固訓練】在一定溫度下，冰醋酸加水稀釋的過程中，溶液的導電能力如圖所示。請回答：(1)“O”點導電能力為“0”的理由是。(2)A、B、C三點pH由大到小的順序是。(3)A、B、C三點醋酸的電離度最大的是。,【解析】(1)“O”點是純醋酸，不發(fā)生電離，不能導電。(2)從O點到B點，隨著加水量的增多，醋酸電離程度增大，c(H+)增大，pH減小，到B點時醋酸完全電離，再加水時溶液變稀，c(H+)減小，pH變大，C點的c(H+)小于A點。答案：(1)“O”點是純醋酸，不發(fā)生電離，不能導電(2)C>A>B(3)B,