2017-2018学年高中化学 专题3 溶液中的离子反应 第二单元 第一课时 溶液的酸碱性学案 苏教版选修4.doc

第一课时 溶液的酸碱性 课标要求1了解溶液的酸碱性与pH的关系。2学会用pH试纸测定溶液的pH。3初步学会有关pH的计算。1判断溶液的酸碱性的依据是c(H)和c(OH)的相对大小：c(H)c(OH)，溶液呈酸性；c(H)c(OH)，溶液呈中性；c(H)c(OH)，溶液呈碱性。2室温(25 )下，酸性溶液：c(H)107 molL1，pH7；中性溶液：c(H)107 molL1，pH7；碱性溶液：c(H)7。3溶液pH的计算：(1)溶液呈酸性：计算c(H)pH。(2)溶液呈碱性：计算c(OH)c(H)pH。4强酸或强碱稀释10n倍，pH变化n个单位；弱酸或弱碱稀释10n倍，pH变化小于n个单位；酸或碱无论怎样稀释，酸不会变为碱，碱也不会变为酸。溶液的酸碱性与pH1溶液的酸碱性(1)判断溶液酸碱性的依据是溶液中c(H)与c(OH)的相对大小。(2)溶液酸、碱性与c(H)、c(OH)相对大小的关系。溶液酸碱性c(OH)与c(H)关系酸碱的强弱溶液呈中性c(H)c(OH)溶液呈酸性c(H)c(OH)c(H)越大酸性越强溶液呈碱性c(H)弱酸。c(H)相同的强酸和弱酸溶液中，酸的物质的量浓度：c(强酸)c(弱酸)。同理碱亦如此。等体积、等物质的量浓度、等元数的酸，强酸溶液的酸性强，但中和能力相同。例如：1 L 0.1 molL1的CH3COOH和1 L 0.1 molL1的盐酸，盐酸中c(H)大，酸性强，但均能中和0.1 mol NaOH。2溶液的pH(1)概念：用溶液中氢离子浓度的负对数表示溶液的酸碱性。(2)表达式：pHlg_c(H)。(3)意义：pH越小，溶液的酸性越强；pH越大，溶液的碱性越强。25 时，c(H)1107 molL1，pH7，溶液呈中性。c(H)1107 molL1，pH7，溶液呈酸性；c(H)1107 molL1，pH7，溶液呈碱性。(4)适用范围：11014 molL1c(H)1100 molL1的溶液。3溶液的酸碱性与pH的关系(室温下)4溶液酸碱性的表示方法(1)当c(H)或c(OH)大于1 molL1时，通常用c(H)或c(OH)直接表示。(2)当c(H)或c(OH)小于或等于1 molL1时，通常用pH表示。特别提醒c(H)1107molL1或pH7的溶液不一定呈中性，只有在室温下，上述关系才成立。1某溶液的pH6，则该溶液一定显酸性吗？同样，某溶液的pH7，则该溶液一定显中性吗？提示：pH6的溶液不一定显酸性，如100 时蒸馏水的pH6，但呈中性；pH7的溶液不一定显中性，如100 时，pH7的溶液呈碱性。2pH试纸使用前能否用蒸馏水湿润？若用湿润的pH试纸测量溶液的pH对结果有何影响？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。若是酸性溶液，则湿润后测得pH偏大；若为碱性溶液，则湿润后测得pH偏小；若为中性溶液，则无影响。1溶液酸碱性的判断依据 2溶液酸碱性的测定方法(1)酸碱指示剂法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：(2)pH试纸法种类a广范pH试纸：其pH范围是114(最常用)。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。使用方法：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点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比，即确定溶液的pH。(3)pH计法(又叫酸度计)精确测定溶液的pH时使用pH计，测量时可以从pH计上直接读出溶液的pH。1下列说法正确的是()ApH7的溶液一定显中性B常温下由水电离的c(OH)为1108 molL1的溶液一定呈酸性Cc(H)c(OH)的溶液一定显碱性Dc(OH)1106 molL1的溶液一定呈碱性解析：选C溶液的酸碱性取决于c(H)与c(OH)的相对大小，利用pH或c(H)判断时应注意温度。常温下由水电离的c(OH)为1108 molL1，可能溶液中c(OH)1108 molL1，c(H)1106 molL1，溶液呈酸性，也可能溶液中c(H)1108 molL1，c(OH)1106 molL1，溶液呈碱性。2下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是()A不能使酚酞变色的溶液一定是酸性溶液B中性溶液中一定c(H)1.0107 molL1Cc(H)c(OH)的溶液呈中性D在100 时，纯水的pH7，因此显酸性解析：选CA项，酚酞溶液无色的pH8.2，不一定是酸性溶液，错误；在中性溶液中，c(H)和c(OH)一定相等，但并不一定等于1.0107 molL1，B项错误，C项正确；100 的纯水中，虽然pH7，但c(H)c(OH)，仍呈中性，D错误。方法技巧溶液酸碱性判断的常见误区误区一：含有H的溶液显酸性，含有OH的溶液呈碱性。因为任何水溶液中都含有H、OH。误区二：pH7的溶液呈碱性。利用pH与7的大小判断溶液酸碱性的条件是25 。误区三：使酚酞显无色的溶液呈酸性，使甲基橙显黄色的溶液呈碱性。常温下，pH4.4的溶液滴入甲基橙都显黄色。溶液pH的计算1单一溶液的pH计算(1)强酸溶液，如HnA，设物质的量浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液，如B(OH)n, 设浓度为c molL1，c(H) molL1，pHlg c(H)14lg nc。2溶液稀释时pH的计算(1)对于强酸溶液，每稀释10n倍，pH增大n个单位，但无论稀释多少倍，酸溶液的pH不可能等于或大于7，只能趋近于7。(2)对于强碱溶液，每稀释10n倍，pH减小n个单位，但无论稀释多少倍，碱溶液的pH不可能等于或小于7，只能趋近于7。(3)对于pH相同的强酸与弱酸(或强碱与弱碱)稀释相同倍数时，pH变化程度不同，其结果是强酸(或强碱)pH变化大，而弱酸(或弱碱)pH变化小。3强酸与强酸(或强碱与强碱)混合后溶液pH的计算(1)两强酸溶液混合c(H)混，先求出混合后的c(H)混，再根据公式pHlg c(H)，求得pH。若两强酸溶液的pH之差2，且以等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较小值加0.3，如pH3和pH5的两种盐酸等体积混合后，盐酸的pH3.3。(2)两强碱溶液混合c(OH)混，先求出混合后的c(OH)混，再通过KW求出c(H)混，根据公式pHlg c(H)混，求得pH。若两强碱溶液的pH之差2，且以等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH较大值减0.3，如pH9和pH11的两种烧碱溶液等体积混合后，烧碱溶液的pH10.7。4强酸溶液与强碱溶液混合后溶液pH的计算(1)强酸与强碱溶液混合，要先根据HOH=H2O计算出哪种物质过量，一般有如下三种情况：若酸过量：c(H)混，可直接求pH；若恰好完全反应，c(H)V酸c(OH)V碱，溶液呈中性；若碱过量：c(OH)混，根据KW求出c(H)混，再求pH。(2)室温下，强酸、强碱溶液两两等体积混合室温下，pHa的强酸和pHb的强碱等体积混合，混合后溶液酸碱性与ab相对大小的关系可理解为1014(ab)若ab1下列溶液中与1.0105 molL1的NaOH溶液的pH相同的是()A把pH6的盐酸稀释1 000倍B把pH10的Ba(OH)2溶液稀释10倍C把pH8和pH10的NaOH溶液等体积混合D把pH8的NaOH溶液稀释10倍解析：选B稀释后A项pH7；B项pH9；C项pH9.7；D项pH7。2计算下列溶液的pH。(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 molL1；此溶液的pH_；用水稀释到原来体积的100倍，pH_。(2)pH3的盐酸与pH5的盐酸等体积混合，pH_。(3)pH10和pH13的两种NaOH溶液等体积混合，pH_。(4)pH12的NaOH和pH4的HCl等体积混合，pH_。解析：(1)c(H)0.005 molL120.01 molL1，pHlg 1022。c(H)0.01 molL11001104 molL1，pHlg 1044。(2)c(H)5104 molL1，pHlg (5104)4lg 53.3。(3)因为溶液呈碱性c(OH)5102 molL1，故c(H)21013 molL1，pHlg (21013)13lg 212.7。(4)NaOH中c(OH)102 molL1，HCl中c(H)104 molL1。二者等体积混合，碱过量，反应后溶液呈碱性，c(OH)5103 molL1，c(H)21012 molL1，pHlg(21012)12lg 211.7。答案：(1)24(2)3.3(3)12.7(4)11.7三级训练节节过关1下列溶液肯定显酸性的是()A含H的溶液Bc(H)107 molL1CpH7的溶液 Dc(OH)c(H)的溶液解析：选D在水溶液中，都存在H和OH；pH107 molL1，仅适用于室温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性；判断溶液酸碱性的关键看c(H)和c(OH)相对大小，若c(H)c(OH)，溶液呈酸性。225 的下列溶液中碱性最强的是()ApH11的溶液Bc(OH)0.12 molL1的溶液C1 L中含有4 g NaOH的溶液Dc(H)11010 molL1的溶液解析：选B溶液的碱性最强，则该溶液中c(OH)最大。A项，c(OH)103 molL1；C项，c(OH)0.1 molL1；D项，c(OH)104 molL1。360 mL 0.5 molL1的氢氧化钠溶液和40 mL 0.4 molL1的硫酸相混合后，溶液的pH约为()A0.5 B1.7C2 D13.2解析：选B酸碱中和反应后，酸过量，剩余H的物质的量为0.032 mol0.03 mol0.002 mol，对于稀溶液混合其体积可以简单相加，所以c(H)0.02 molL1，pHlg 0.022lg 21.7。4有一学生甲测某溶液的pH时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测；学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。(1)你支持_(填“乙”或“丙”)同学的观点，原因是_。(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_。(3)只从下列试剂中选择实验所需的物品，你_(填“能”或“不能”)区分0.1 molL1的硫酸和0.01 molL1的硫酸。若能，简述操作过程。_。A紫色石蕊溶液 B蒸馏水CBaCl2溶液 DpH试纸解析：(1)用pH试纸测溶液的pH时，试纸不能润湿，否则，相当于将溶液稀释，使酸性溶液的pH偏大，碱性溶液的pH偏小，但对中性溶液的pH无影响。(2)用湿润的pH试纸测量溶液的pH时，对强酸溶液pH的影响更大，因弱酸溶液在稀释过程中要继续电离，稀释后的弱酸溶液中H浓度比强酸溶液中H浓度更接近于未稀释时的H浓度。(3)0.1 molL1的硫酸和0.01 molL1的硫酸浓度差别较大，可直接用pH试纸鉴别。答案：(1)丙当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差(2)盐酸在稀释过程中醋酸继续电离产生H，使得溶液中c(H)较盐酸溶液中c(H)大，误差较小(3)能用玻璃棒分别蘸取两种溶液滴在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 molL1的硫酸一、单项选择题1下列说法正确的是()ApH0的溶液不存在B使用广范pH试纸测得某溶液的pH3.5C中性溶液的pH不一定等于7D酸或碱溶液在稀释时，溶液的pH均减小解析：选Cc(H)1 molL1时，溶液的pH0，A错误；广范pH试纸测得溶液的pH只能为整数，B错误；升高温度，KW增大，中性溶液pH7，C正确；酸溶液稀释时pH增大，D错误。2常温下，将0.1 molL1氢氧化钠溶液与0.06 molL1硫酸溶液等体积混合，该混合溶液的pH等于()A1.7 B2.0C12.0 D12.4解析：选B设两溶液的体积均为1 L，n(OH)0.1 molL11 L0.1 mol，n(H)0.06 molL11 L20.12 mol，n(H)大于n(OH)，混合后溶液呈酸性，反应后c(H)(0.12 mol0.1 mol)(1 L1 L)0.01 molL1，pHlg c(H)2。3常温下等体积混合0.1 molL1的盐酸和0.06 molL1的Ba(OH)2溶液后，溶液的pH等于()A2.0 B12.3C1.7 D12.0解析：选Dc(H)0.1 molL1，c(OH)20.06 molL10.12 molL1，等体积混合后溶液呈碱性，混合后c(OH)0.01 (molL1)，c(H)1012 (molL1)，pH12.0。4将pH8的NaOH溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于()A8.3 B8.7C9 D9.7解析：选D本题是强碱混合，混合溶液中c(OH)5.05105 molL1，c(H)KW/c(OH)21010 molL1，pH9.7。5某温度下纯水的c(H)1.0106 molL1，在此温度下，将pH8的Ba(OH)2溶液与pH5的稀盐酸混合，欲使混合溶液的pH7，则氢氧化钡溶液与盐酸的体积比为()A111 B92C111 D29解析：选D该温度下的KW11012，则pH8的Ba(OH)2的c(OH)1104 molL1，pH5的盐酸的c(H)1105 molL1。设Ba(OH)2的体积为V1，盐酸的体积为V2，混合溶液的pH7，该溶液显碱性，Ba(OH)2过量，c(OH)1105，解得V1V229。二、不定项选择题6pH均为2的等体积的盐酸和醋酸分别稀释100倍后，下列说法正确的是()A二者的pH相等B盐酸pH大C醋酸pH大 DpH均增大到4解析：选B醋酸是弱酸，在加水稀释过程中还会再电离产生氢离子，而HCl完全电离，稀释过程中H不再增加，则稀释后醋酸溶液中c(H)较大，pH较小。7将体积都为10 mL、pH都等于3的醋酸溶液和盐酸，加水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5。则稀释后溶液的体积()Aab100 Bab1 000Cab1 000解析：选DpH3的盐酸稀释100倍后pH5，pH3的醋酸溶液在稀释的过程中，CH3COOH会继续电离出H，若使pH5，则醋酸溶液稀释后其体积要大于1 000 mL。8在100 时，水的离子积为11012，若该温度下某溶液中的H浓度为1107 molL1，则该溶液()A呈碱性 B呈酸性C呈中性 Dc(OH)100c(H)解析：选AD100 时，c(H)1107 molL1，c(OH)11012/11071105 molL1，c(OH)c(H)，溶液呈碱性。三、非选择题9已知水的电离平衡曲线如图所示，试回答下列问题：(1)E对应的温度下，将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(2)B对应温度下，将pH11的苛性钠溶液V1 L与pH1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积与原两溶液体积之和)，所得混合溶液的pH2，则V1V2_。解析：(1)E点对应的c(H)和c(OH)都为107molL1，说明是常温，KW1014，酸碱混合后溶液的pH为7，说明溶液为中性，则n(OH)n(H)，V碱105V酸104，V碱V酸101。(2)B点对应KW1012，pH11的苛性钠溶液c(OH)为0.1 molL1，pH1的硫酸中c(H)为0.1 molL1，二者混合后溶液的pH2，c(H)为0.01 molL1，所以有0.01(V1V2)0.1V20.1V1，V1V2911。答案：(1)101(2)91110(1)常温下，将1 mL pH1的H2SO4溶液加水稀释到100 mL，稀释后的溶液中_。(2)某温度时，测得0.01 molL1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积常数KW_。该温度_(填“高于”或“低于”)25 。(3)常温下，设pH5的H2SO4溶液中由水电离出的H浓度为c1；pH5的Al2(SO4)3溶液中由水电离出的H浓度为c2，则_。(4)常温下，pH13的Ba(OH)2溶液a L与pH3的H2SO4溶液b L混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。若所得混合溶液呈中性，则ab_。若所得混合溶液pH12，则ab_。(5)在(2)所述温度下，将pHa的NaOH溶液VaL与pHb的硫酸Vb L混合。若所得混合液为中性，且a12，b2，则VaVb_。若所得混合液的pH10，且a12，b2，则VaVb_。解析：(3)c1c(OH)109molL1，c2c(H)105molL1。(4)若呈中性，则0.1a103b，ab1100；若pH12，则c(OH)0.01 molL1，ab1190。(5)KW11013，若呈中性，则1013aVa10bVb，将a12，b2代入，得VaVb110。若pH10，则呈碱性，c(OH)混103molL1，而c(OH)混，将a12，b2代入，得VaVb19。答案：(1)108(2)11013高于(3)104(4)11001190(5)11019一、单项选择题1把80 mL NaOH溶液加入到120 mL的盐酸中，所得溶液的pH为2，如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同，则它们的浓度为()A0.5 molL1B0.1 molL1C0.05 molL1 D1 molL1解析：选C设混合前NaOH和盐酸的物质的量浓度为c，NaOH与HCl以11发生中和，故剩余40 mL盐酸，剩余这些盐酸n(HCl)0.04 Lc0.04c mol，因为溶液最后pH2即c(H)0.01 molL1所以反应后的剩余盐酸的浓度为0.01 molL1即0.01，得c0.05 molL1。2常温下，将pH1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都升高了1，则加入的水和氢氧化钠溶液的体积比为()A51 B61C101 D111解析：选B设每一份硫酸为1 L，则0.1 molL11 L0.01 molL1V(H2O)1L，V(H2O)9 L；0.1 molL11 L0.1 molL1V(NaOH)0.01 molL1V(NaOH)1L，V(NaOH) L；V(H2O)V(NaOH)961。3pH13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合，所得混合液的pH11，则强碱与强酸的体积比是()A111 B91C111 D19解析：选D设下标标注为1表示酸、2表示碱。则混合前碱中c2(OH)0.1 molL1，酸中c1(H)0.01 molL1，则：c余(OH)0.001 molL1，即0.001；解得V2V119，故D正确。此题也可用估算法巧解。因强碱中c2(OH)是强酸中c1(H)的10倍，故二者恰好完全中和的体积比应为V2V1110，而题中不是恰好反应，而是碱稍过量，因而V2V1应略大于110，从而得出结果。4常温下取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为()A0.01 molL1 B0.017 molL1C0.05 molL1 D0.50 molL1解析：选C设NaOH、HCl溶液的浓度均为c，以32体积比相混合后溶液的c(OH)0.01 molL1，故NaOH过量，反应后c(OH)(3c2c)/50.01 molL1，解得c0.05 molL1。595 时，纯水中H的物质的量浓度为1106 molL1，若把0.01 mol NaOH固体溶解于95 水中配成1 L溶液，则溶液的pH为()A12 B10C4 D2解析：选B95 时，纯水中H的物质的量浓度为1106 molL1，KW1106110611012,0.01 mol NaOH固体溶解于95 水中配成1 L溶液，c(OH)0.01 molL1，c(H)110120.0111010 molL1，pHlg c(H)10。二、不定项选择题6室温下，在pH11的某溶液中，由水电离的c(OH)为()A1.0107 molL1 B1.0106 molL1C1.0103 molL1 D1.01011 molL1解析：选CDpH11即c(OH)103 molL1，是碱性溶液，碱性溶液有两种情况：一是碱溶液，一是强碱弱酸盐的溶液。解此题要注意一个关键问题，由水电离出的c(H)始终等于由水电离出的c(OH)。若为碱溶液，由水电离出的c(OH)c(H)1011 molL1；若为强碱弱酸盐的溶液，由水电离出的c(OH)103 molL1。7在一定体积pH12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2恰好完全沉淀时，溶液pH11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是()A19 B11C12 D14解析：选DpH12的Ba(OH)2溶液中，c(OH)102 molL1，设溶液体积为x，得n(OH)x102 mol；nBa(OH)20.5x102 mol，反应的硫酸氢钠为0.5x102 mol；设硫酸氢钠溶液的体积为y，依据反应Ba(OH)2NaHSO4=BaSO4H2ONaOH，混合后溶液pH11，即c(OH)103molL1；则103，得xy14，选项D符合题意。825 时，体积为Va、pHa的某一元强酸溶液与体积为Vb、pHb的某一元强碱溶液均匀混合后，溶液的pH7，已知b6a，Va7得a；由混合后溶液的pH7得n(H)n(OH)，即Va10aVb10b14，得10ab14；由于VaVb，即10ab141，得ab140，结合b6a，得a2，综合可知，a”“25。(2)此条件下，pH6时，溶液呈中性，根据表中实验的数据可得c(OH)104 molL1，根据表中实验的数据有22.00103 L104 molL122.00103 L10a molL1，可得a4，即pH4；实验中，所得溶液pH7，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，由H2O电离产生的c(OH)等于由水电离产生的c(H)，即由水电离产生的c(OH)107 molL1。(3)按丁方式混合时，Ba(OH)2提供的OH与NaHSO4提供的H相等，混合后溶液呈中性；按乙方式混合时，反应前，n(Ba2)103 mol，n(OH)2103 mol，n(H)n(SO)103 mol，实际反应的Ba2、OH、H、SO均为103 mol，故反应的离子方程式为Ba2OHHSO=BaSO4H2O；按甲方式混合时，OH过量，反应后溶液中c(OH)0.1 molL1，c(H) molL11011molL1，pH11。答案：(1)11012(2)4107(3)中Ba2OHHSO=BaSO4H2O11