全程学习方略高中化学 3.2.1 溶液的酸碱性课件 鲁科版选修4.ppt

第二单元溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性 一 溶液的酸碱性溶液的酸碱性是由溶液中c h 与c oh 的相对大小决定的 强 强 二 溶液的ph1 表达式 ph 如c h 1 0 10 5mol l 1的酸性溶液 ph 2 意义 表示溶液酸碱性的强弱 lgc h 5 3 水溶液的ph c h 及酸碱性的关系 强 强 4 溶液ph的测量 1 定性测量 酸碱指示剂 紫色石蕊试液 遇酸变 遇碱变 无色酚酞遇碱变 2 定量测量 广范ph试纸 其ph测量范围是1 14 精密ph试纸 测量精度高 但测量范围较窄 ph计 ph计又叫酸度计 精确度高 可以直接从仪器上读出溶液的ph 红 蓝 红 1 辨析下列说法的正误 1 呈酸性的溶液一定是酸溶液 2 任何温度下 c h c oh 的溶液都呈酸性 3 强酸和强碱等物质的量混合后溶液呈中性 4 含oh 的溶液呈碱性 答案解析 1 分析 nahso4为盐 溶于水显酸性 2 分析 只要c h c oh 溶液就显酸性 与温度无关 3 分析 虽然酸 碱的物质的量相等 但n h 与n oh 不一定相等 如硫酸与氢氧化钠 4 分析 任何水溶液中都含有h oh 2 90 时水的离子积kw 3 8 10 13 该温度时纯水的ph a 等于7b 小于7c 大于7d 无法确定 解析 选b 25 时纯水中c h c oh 10 7mol l 1 ph为7 kw c h c oh 1 10 14 当温度升高时 纯水的电离程度增大 c h c oh 10 7mol l 1 ph 7 3 常温下 某酸溶液的ph 3 则该酸溶液的物质的量浓度为 a 一定大于0 001mol l 1b 一定等于0 001mol l 1c 一定小于0 001mol l 1d 不能确定溶液的浓度 解析 选d ph 3 c h 0 001mol l 1 该酸为一元强酸时 则c 酸 0 001mol l 1 该酸为多元强酸时 则c 酸 0 001mol l 1 4 25 的下列溶液中 碱性最强的是 a ph 11的溶液b c oh 0 12mol l 1的溶液c 1l中含有4gnaoh的溶液d c h 1 10 10mol l 1的溶液 解析 选b ph最大的碱性最强 依次求出各自的ph即可 b选项按c oh 0 10mol l 1来算 ph等于13 而c oh 0 10mol l 1 ph大于13 c选项ph等于13 d选项ph等于10 故b选项碱性最强 5 常温下 柠檬酸水溶液的ph是3 食醋的ph是2 可乐的ph是6 三种物质的溶液中c oh 分别是 a 1 10 11mol l 1 1 10 12mol l 1 1 10 8mol l 1b 1 10 11mol l 1 1 10 8mol l 1 1 10 12mol l 1c 2 10 11mol l 1 1 10 10mol l 1 1 10 8mol l 1d 1 10 8mol l 1 1 10 11mol l 1 1 10 12mol l 1 解析 选a 常温下 kw c h c oh 1 10 14 ph 3时 c oh 1 10 11mol l 1 ph 2时 c oh 1 10 12mol l 1 ph 6时 c oh 1 10 8mol l 1 6 关于ph的测定 下列说法正确的是 a ph试纸在使用之前应用蒸馏水润湿b 用广范ph试纸测得某盐酸的ph 2 3c 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 解析 选d ph试纸在使用之前不能用水润湿 如果用水润湿了则会使酸 碱中的c h 发生变化 使所测ph与实际不符 故a项错误 广范ph试纸可以识别的ph差值为1 所以用广范ph试纸测得的是整数 故b项错误 酸碱指示剂只能判断溶液的酸碱性 无法测其ph 故c项错误 ph计可以精确测定溶液的ph 可以精确到0 1个ph单位 故d项正确 一 溶液ph的计算1 计算依据的公式 1 ph计算公式 ph lgc h 2 辅助公式 水的离子积 kw c h c oh 1 10 14 常温 2 计算方法 1 强酸溶液 c 酸 c h ph 2 强碱溶液 c 碱 c oh c h ph 3 强酸 强酸 4 强碱 强碱 5 强酸 强碱 恰好反应 溶液呈中性 ph 7 6 溶液的稀释 微思考 1 常温下将 ph 13的naoh溶液与 ph 10的naoh溶液等体积混合 小明同学按下列方法求ph 中c1 h 1 0 10 13mol l 1 中c2 h 1 0 10 10mol l 1故混合后c总 h 0 5 10 10mol l 1 ph lg c总 h lg 0 5 10 10 10 3 上述结果是否正确 提示 不正确 解题思路错误 碱性溶液相混合后 应先求总的oh 浓度 再利用kw求出c h 然后求ph 2 对于h2so4溶液和naoh溶液 当温度升高时 为什么前者ph保持不变 而后者ph要变小 提示 因为ph定义的是c h 的负对数值 当温度升高时水的电离程度增大 水电离出的c h 和c oh 均增大 在酸性溶液中 酸电离的c h 很大 水电离的c h 很小 再增大也无法与酸电离所产生的c h 比较 可忽略 而在碱性溶液中 水电离的c oh 增大的部分远小于碱电离的c oh 可忽略 c h 的变化才真正体现了水的电离程度 所以在酸中升温 c oh 稍增大 c h 基本不变 在碱中升温 c h 稍增大 c oh 基本不变 所以升温时 酸中ph不变而碱中ph变小 过关题组 1 2014 镇江高二检测 某温度t时 纯水ph 6 5 则t25 填 或 其理由是 若将此温度下ph 11的氢氧化钠溶液al与ph 1的稀硫酸bl混合 设混合后溶液体积的微小变化忽略不计 试计算以下不同情况时两种溶液的体积比 1 若所得混合溶液为中性 则a b 2 若所得混合液的ph 2 则a b 解题指南 解答本题应注意以下两点 1 碱性溶液由ph推算c oh 时应该注意kw的取值 2 酸碱溶液混合时ph计算应先分析混合溶液的酸碱性 解析 温度t时水ph 6 5 则该温度时水的离子积为kw 1 10 13mol2 l 2 室温时水的kw 1 10 14mol2 l 225 氢氧化钠溶液中 c oh 10 2mol l 1 则n oh al 10 2mol l 1 0 01amol 稀硫酸中 n h bl 10 1mol l 1 0 1bmol 1 所得混合液为中性 即n h n oh 故0 1bmol 0 01amol 得a b 10 1 2 所得混合液的ph 2 即酸过量 由 n h n oh al bl c h 进行计算 故 0 1b 0 01a mol al bl 10 2mol l 1 解得a b 9 2 答案 水的电离过程是吸热的 升高温度 电离平衡正向移动 kw增大 则t 25 1 10 1 2 9 2 2 2014 福州高二检测 将ph 1的盐酸平均分成两份 一份加入适量水 另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量naoh溶液 ph都升高了1 则加入的水与naoh溶液的体积比为 a 9 1b 10 1c 11 1d 12 1 解析 选c 设所取每份盐酸的体积为v1 使盐酸由ph 1变为ph 2 所加水的体积v水为9v1 又设所加naoh溶液的体积为v2 则有c h mol l 1 0 01mol l 1 解得9v1 11v2 则v水 v2 11 1 互动探究 1 题1中温度t下的ph 10的氢氧化钠溶液中的c oh 为多少 提示 1 10 3mol l 1 温度t下的ph 10的氢氧化钠溶液中的c h 1 10 10mol l 1 c oh kw c h 1 10 13 1 10 10 1 10 3mol l 1 2 题1中若在25 时 题中的酸碱混合呈中性时 a b为多少 提示 25 时 氢氧化钠溶液中 c oh 10 3mol l 1 则n oh al 10 3mol l 1 0 001amol 稀硫酸中 n h bl 10 1mol l 1 0 1bmol 要使所得混合液为中性 即n h n oh 故0 1bmol 0 001amol 得a b 100 1 变式训练1 2014 梧州高二检测 取物质的量浓度相同的naoh和hcl溶液 以3 2体积比相混合 所得溶液的ph等于12 则原溶液的浓度为 a 0 01mol l 1b 0 017mol l 1c 0 05mol l 1d 0 50mol l 1 解析 选c 设naoh和hcl溶液的物质的量浓度都为x 根据反应后溶液的ph 12显碱性列计算式 c oh 0 01mol l 1 解得x 0 05mol l 1 变式训练2 某温度下的水溶液中 c h 10 xmol l 1 c oh 10ymol l 1 x与y的关系如下图所示 1 该温度下 水的离子积为 2 该温度下 0 01mol l 1naoh溶液的ph为 解析 该温度下 水的离子积为k w c h c oh 10 x 10y 10 x y 由图像可知x y 15 故k w 10 15 该温度下 0 01mol l 1的naoh溶液中c oh 1 10 2mol l 1 故c h 1 10 13 mol l 1 所以ph 13 答案 1 1 10 15 2 13 二 酸碱混合溶液酸碱性的判断1 等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液酸碱性的判断 若为强酸和强碱混合 溶液显中性 2 室温下 已知酸和碱ph之和 等体积混合后溶液酸碱性的判断 1 若强酸与强碱溶液的ph之和等于14 则混合后溶液显中性 ph 7 2 若强酸与强碱溶液的ph之和大于14 则混合后溶液显碱性 ph 7 3 若强酸与强碱溶液的ph之和小于14 则混合后溶液显酸性 ph 7 4 若酸碱溶液的ph之和为14 酸碱中有一强一弱 则酸碱溶液混合后 谁弱显谁的性质 3 室温下 强酸 强碱恰好完全中和 溶液体积与ph的关系 valph a的盐酸与vblph b的naoh溶液混合 二者恰好完全反应 溶液呈中性 则10 a va 10b 14 vb 10 a b 14若a b 14 则va vb 若a b 14 则va vb 若a b 14 则va vb 警示 判断溶液酸碱性的标准 1 判断溶液酸碱性的依据是c h 与c oh 的关系 c h c oh 显酸性 c h 6显碱性 所以使用ph时需注明温度 若未注明温度 一般指室温 就认为ph 7为中性 微思考 1 0 1mol l 1的盐酸和0 1mol l 1的氢氧化钠溶液等体积混合 所得溶液呈酸性 碱性还是中性 提示 二者恰好完全反应 溶液呈中性 2 室温下 ph 3的醋酸和ph 11的naoh溶液等体积混合 判断所得溶液的酸碱性 提示 二者反应后剩余大量的醋酸 所得溶液呈酸性 过关题组 1 2014 连云港高二检测 室温时 将xmlph a的稀naoh溶液与ymlph b的稀盐酸充分反应 下列关于反应后溶液ph的判断 正确的是 a 若x y 且a b 14 则ph 7b 若10 x y 且a b 13 则ph 7c 若ax by 且a b 13 则ph 7d 若x 10y 且a b 14 则ph 7 解题探究 1 如何由溶液的ph分别计算两溶液中的c h 和c oh 提示 在稀盐酸中c h 10 b 稀naoh溶液中c h 10 a 所以c oh 10a 14 2 酸碱的ph之和等于14的意义是什么 提示 酸溶液中c h 碱溶液中c oh 解析 选d 若a b 14 x y 则n oh n h ph 7 a项错误 若a b 13 10 x y 则 10a b 14 溶液呈酸性 phb 故ph7 d项正确 2 室温下 下列溶液等体积混合后 所得溶液的ph一定小于7的是 a 0 1mol l 1的盐酸和0 1mol l 1的氢氧化钠溶液b 0 1mol l 1的盐酸和0 1mol l 1的氢氧化钡溶液c ph 4的醋酸溶液和ph 10的氢氧化钠溶液d ph 4的盐酸和ph 10的氨水 解析 选c hcl为一元强酸 naoh为一元强碱 ba oh 2为二元强碱 故等体积等物质的量浓度的hcl与naoh恰好中和 ph 7 而与ba oh 2反应时 ba oh 2过量 ph 7 ph 4的醋酸溶液中电离出的c h 1 10 4mol l 1 ph 10的naoh溶液中电离出的c oh 1 10 4mol l 1 因此仅由ch3cooh电离出的h 恰好与naoh中和 还有大量的ch3cooh分子过量 故ph7 互动探究 1 若将题1中的naoh改成氨水 d选项还正确吗 提示 正确 因为氨水是弱碱 随着反应的进行 nh3 h2o继续电离出oh 2 若将题2中c选项中的醋酸改为盐酸 反应后的ph为多少 提示 ph 7 因为盐酸为一元强酸 氢氧化钠为一元强碱 故酸碱恰好完全反应 变式训练1 室温时 下列混合溶液的ph一定小于7的是 a ph 3的盐酸和ph 11的氨水等体积混合b ph 3的盐酸和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合c ph 3的醋酸溶液和ph 11的氢氧化钡溶液等体积混合d ph 3的硫酸和ph 11的氨水等体积混合 解析 选c a项氨水过量 ph 7 b项ph 7 c项ch3cooh过量 ph7 变式训练2 双选 2014 大同高二检测 常温下用ph为3的某酸溶液分别与ph都为11的氨水 氢氧化钠溶液等体积混合得到a b两种溶液 关于这两种溶液酸碱性的描述正确的是 a b不可能显碱性b a可能显酸性或碱性c a不可能显酸性d b可能显碱性或酸性 解析 选a b ph都为11的氨水 氢氧化钠溶液 其浓度分别为大于10 3mol l 1和等于10 3mol l 1 由于ph为3的某酸溶液 其强弱未知 因此与ph为11的氨水反应时 都有可能过量 而与ph为11的氢氧化钠溶液反应时酸可能过量或两者恰好反应 备选要点 溶液的酸碱性与酸碱强弱的关系1 区别 1 溶液的酸碱性指的是溶液中c h c oh 的相对大小 而酸和碱的酸碱性强弱是指其电离出h 或oh 的能力 2 酸 碱的强弱是以电解质的电离程度来区分的 强酸 强碱在溶液中完全电离 弱酸 弱碱在溶液中部分电离 2 联系 1 强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强 2 酸性强的溶液不一定是强酸溶液 3 ph相同的溶液弱酸浓度大 中和能力强 例如1lph 1的醋酸溶液和1lph 1的盐酸溶液 醋酸溶液的中和能力更强 4 中和能力相同的酸 其提供h 的能力相同 例如1l0 1mol l 1的ch3cooh和1l0 1mol l 1的盐酸 均可提供0 1mol的h 二者的中和能力相同 微思考 1 请思考在一定温度下 强碱的ph一定比弱碱的ph大吗 提示 不一定 ph的大小 取决于溶液中的c oh 的大小 强碱溶液中的c oh 不一定大 弱碱溶液中的c oh 不一定小 2 等体积 等ph的naoh和nh3 h2o 滴加等浓度的盐酸将它们恰好中和 则消耗盐酸的体积的大小关系如何 提示 由于nh3 h2o是弱碱 所以等体积 等ph时 nh3 h2o的浓度较大 恰好中和时所需等浓度的盐酸的体积较多 3 有两瓶ph 2的一元酸溶液 一瓶是强酸 一瓶是弱酸 用ph试纸和水能否将它们鉴别开 提示 各取等体积酸液用蒸馏水稀释相同倍数 如100倍 然后用ph试纸分别测其ph ph变化大的那瓶是强酸 过关题组 1 下列说法正确的是 a ph 7的溶液一定显中性b ph 6的溶液一定显酸性c c h c oh 的溶液一定显碱性d c oh 1 10 6mol l 1的溶液一定显碱性 解析 选c 只有在25 时 ph 7或c h 10 7mol l 1的溶液才显中性 ph10 7mol l 1的溶液才显酸性 ph 7或c oh 10 7mol l 1的溶液才显碱性 因此a b d选项中的叙述均不正确 判断溶液酸碱性的根本标准是溶液中c h 与c oh 的相对大小 如c项中c h c oh 则溶液一定显碱性 2 2014 沈阳高二检测 下列叙述正确的是 a 无论是纯水 还是酸性 碱性或中性稀溶液 在常温下 其c h c oh 1 10 14b c h 1 10 7mol l 1的溶液一定是中性溶液c 0 2mol l 1ch3cooh溶液中的c h 是0 1mol l 1ch3cooh溶液中的c h 的2倍d 任何浓度的溶液都可以用ph来表示其酸碱性的强弱 解析 选a kw c h c oh 且kw只与温度有关 所以在常温下 纯水 酸性 碱性或中性稀溶液中均有kw 1 10 14 在温度不确定时 中性溶液里的c h 不一定等于1 10 7mol l 1 0 2mol l 1ch3cooh溶液中的ch3cooh电离程度比0 1mol l 1ch3cooh溶液中的ch3cooh电离程度小 所以0 2mol l 1ch3cooh溶液中的c h 小于0 1mol l 1ch3cooh溶液中的c h 的2倍 当c h 或c oh 大于1mol l 1时 用ph表示溶液的酸碱性就不简便了 而是直接用c h 或c oh 表示 提分必备关键点 1 溶液酸碱性判断 两依据 1 根本依据 c h 与c oh 的相对大小 c h c oh 酸性c h c oh 中性c h c oh 碱性 2 常用依据 25 时 比较ph与7的相对大小 2 溶液稀释的 三情况 1 酸稀释 ph增大 强酸 或弱酸 每稀释至10n倍 其ph就增大n个 不到 单位 2 碱稀释 ph减小 强碱 或弱碱 每稀释10n倍 其ph就减小n个 不到 单位 3 不论怎样稀释 酸性溶液ph不大于7 碱性溶液ph不小于7 3 溶液ph计算的 一个凡是 一个必须 1 凡是单一酸溶液 酸酸混合溶液 酸碱混合酸过量的情况 均直接求c h 再求ph 2 单一碱溶液 碱碱混合溶液 酸碱混合碱过量的情况 必须先求c oh 再求c h 最后求ph 探究溶液稀释过程中ph的变化 真题判断 在括号内打 或 1 2014 新课标全国卷 一定温度下 ph a的氨水溶液 稀释10倍后 其ph b 则a b 1 分析 弱碱溶液稀释10倍 ph变化小于1 即a b 1 2 2013 福建高考 室温下 对于0 10mol l 1的氨水 加水稀释后 溶液中c c oh 变大 分析 0 10mol l 1的氨水加水稀释时 c c oh 均减小 二者的乘积变小 3 2012 浙江高考 常温下 将ph 3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后 溶液的ph 4 分析 由于稀释促进了醋酸的电离 故ph将在3 4之间 4 2011 天津高考 100 时 将ph 2的盐酸与ph 12的naoh溶液等体积混合 溶液显中性 分析 100 时 kw 1 10 12 所以ph 2的盐酸c h 0 01mol l 1 ph 12的naoh溶液的c oh 1mol l 1 等体积混合时碱过量 溶液显碱性 5 2010 新课标全国卷 若醋酸溶液的ph a 将此溶液稀释1倍后 溶液的ph b 则a b 分析 酸溶液稀释后酸性减弱 ph增大 案例探究 一定温度下 有a盐酸 b硫酸 c醋酸三种酸 请思考回答下列问题 1 当其物质的量浓度相同时 其ph有怎样的顺序关系 提示 物质的量浓度相同 盐酸和硫酸完全电离 硫酸又是二元强酸 而醋酸是一元弱酸不完全电离 所以ph大小关系为c a b 2 同体积 同物质的量浓度的三种酸溶液 中和naoh的能力由大到小的顺序是什么 提示 酸中和碱的能力是依据酸与碱反应的方程式系数来判断的 所以同体积 同物质的量浓度的盐酸 醋酸中和naoh的能力相等 且小于硫酸的 故b a c 3 当其ph相同时 物质的量浓度由大到小的顺序是什么 提示 ph相等 因醋酸为弱酸 其物质的量浓度远大于溶液中的c h 盐酸是一元强酸 硫酸是二元强酸 所以物质的量浓度 c a b 4 当ph相同 体积相同时 分别加入足量锌 相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序是什么 提示 锌足量 产生氢气的体积由n h 决定 所以c a b 5 当ph相同 体积相同时 同时加入形状 密度 质量完全相同的锌 若产生相同体积的氢气 相同状况 则开始时反应速率大小有何关系 反应所需时间的长短有何关系 提示 产生的氢气相等可见锌量不足 开始c h 相等 反应速率相等 但是醋酸为弱酸 继续电离使c h 的变化缓慢 所用时间短 而硫酸和盐酸中的c h 变化速度相等 所用时间相等 故所需时间a b c 探究归纳 强 弱酸 或强 弱碱 稀释时ph变化规律相同ph的强酸和弱酸 或强碱和弱碱 稀释时 溶液的ph与加水的体积关系如下图所示 解答此类试题时应明确 1 相同ph的强碱和弱碱 加水稀释相同倍数后 ph强碱ph弱酸 故图中c是强酸 2 对于ph y的强酸溶液稀释时 体积每增大10n倍 ph y n 对于ph y的弱酸溶液来说 体积每增大10n倍 ph y n 无论怎样稀释 酸性溶液的ph只能接近7 不可能等于或大于7 因为当ph接近6的时候 再加水稀释 由水提供的h 就不能再忽略了 3 对于ph x的强碱溶液稀释时 体积每增大10