高中化学 3.2.1 溶液的酸碱性课件 苏教版选修4.ppt

第二单元溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性 目标定位 1 了解溶液的酸碱性与溶液中c h 和c oh 的关系 2 知道ph的定义 了解溶液的酸碱性与ph的关系 3 了解测定溶液酸碱性的方法 能够用ph试纸测定溶液的ph 4 能够进行有关ph的简单计算 基础清单 一 溶液的酸碱性与溶液中c h 和c oh 的关系1 判断依据 c h 和c oh 的相对大小 2 具体关系 1 c h c oh 溶液呈中性 2 c h c oh 溶液呈酸性 3 c h c oh 溶液呈碱性 3 酸碱性的强弱 1 c h 越大 溶液的酸性 2 c oh 越大 溶液的碱性 越强 越强 二 溶液的ph1 ph的意义 1 定义 c h 的 ph 2 意义 ph越大 溶液的碱性 ph越小 溶液的酸性 负对数 lgc h 越强 越强 2 溶液的酸碱性与ph的关系 25 1 c h 1 10 7mol l 1 ph 7 溶液呈 性 2 c h 1 10 7mol l 1 ph 7 溶液呈 性 3 c h 1 10 7mol l 1 ph 7 溶液呈 性 中 酸 碱 3 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 思考辨析 1 判断正误 1 c h 很小的溶液一定显碱性 分析 判断溶液酸碱性 依据是溶液中c h 和c oh 的相对大小 若c oh c h 则溶液呈碱性 2 ph 14的溶液 碱性最强 分析 因为ph的使用范围仅为1 14 即为稀溶液 离子浓度 1mol l 1 当c h 或c oh 大于1mol l 1时用浓度表示 酸 碱 性更强 3 用ph试纸测定某溶液的ph时 不能先用水润湿ph试纸 分析 若ph试纸先用水润湿 则相当于将溶液稀释了 可以降低溶液中c oh 或c h 可能造成误差 4 ph 5的稀盐酸加水稀释1000倍后溶液的ph为8 分析 酸无限稀释仍然呈酸性 即ph无限接近于7 但仍小于7 所以在计算时要考虑水提供的h oh 的贡献 否则易出错 2 问题思考 1 在某稀溶液中 c h 10 7mol l 1 则该溶液一定呈中性吗 分析 不一定 判断溶液酸碱性的标准是比较c h 和c oh 的相对大小 100 时 中性溶液中c h 约为10 6mol l 1 所以此时若c h 10 7mol l 1 溶液呈碱性 2 能否用ph试纸测氯水的ph 分析 氯水中含有的次氯酸具有漂白性 可将ph试纸漂白 所以不能用ph试纸测氯水的ph 应用酸度计 知识链接 酸碱指示剂一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱 它们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和h 或oh 并且由于结构上的变化 它们的分子和离子具有不同的颜色 因而在ph不同的溶液中呈现不同的颜色 ph试纸的使用方法检验溶液的酸碱度 取一小块试纸在表面皿或玻璃片上 用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点滴于试纸的中部 观察变化稳定后的颜色 与标准比色卡对比 判断溶液的性质 精密ph试纸精密试纸是按测量区间分的 有0 5 5 0 0 1 1 2 0 8 2 4等 超过测量的范围 精密ph试纸就无效了 可以先用广范试纸大致测出酸碱性 再用精密试纸进行精确测量 精密ph试纸按测量精度可分0 2级 0 1级 0 01级或更高精度 一 溶液ph的计算1 单一溶液ph的计算 1 强酸溶液 如hna 设c hna 为cmol l 1 则c h ncmol l 1 ph lgc h lgnc 2 强碱溶液 如b oh n 设c b oh n 为cmol l 1 则c h mol l 1 ph lgc h 14 lgnc 2 溶液稀释后ph的计算 1 强酸强碱溶液稀释后的ph的计算 强酸 若把已知ph a的强酸加水稀释10n倍 则ph a n7 说明 酸 碱若无限稀释 其ph只能接近7 2 弱酸弱碱溶液稀释后溶液ph变化的分析 若把已知浓度的弱酸或弱碱溶液稀释10n倍 则弱酸的ph小于相同条件下强酸稀释10n倍的ph 弱碱的ph大于相同条件下强碱稀释10n倍的ph 对于ph a的弱酸溶液 每稀释10n倍 弱酸的ph范围是a ph a n 对于ph b的弱碱溶液 每稀释10n倍 弱碱的ph范围是b n ph b ph相同的强碱 弱碱 强酸 弱酸溶液稀释时的ph变化特点 3 酸碱混合后溶液ph的计算 1 两强酸混合 先求出混合液的h 浓度 c h c h 1v1 c h 2v2 v1 v2 根据ph lgc h 混关系求出溶液的ph 2 两强碱混合 先求出混合液的oh 浓度 c oh c oh 1v1 c oh 2v2 v1 v2 通过kw求出c h 混 根据ph lgc h 混关系求出溶液的ph 3 强酸与强碱混合 首先判断是否过量 恰好中和时 ph 7 若非完全中和 则依据酸碱反应的相对量 求出混合溶液中过量的c h 或c oh 若是酸过量 则根据ph lgc h 混关系求出溶液的ph 若是碱过量 通过kw求出c h 混 根据ph lgc h 混关系求出溶液的ph 知识备选 强酸 碱 和强酸 碱 等体积混合 溶液ph计算的经验规律若两种强酸 ph之差大于2 等体积混合 混合液ph ph小 0 3 若两种强碱 ph之差大于2 等体积混合 混合液ph ph大 0 3 思 悟 1 求在25 时0 5 10 2mol l 1ba oh 2的ph 提示 25 时0 5 10 2mol l 1ba oh 2中c oh 2 0 5 10 2mol l 1 1 10 2mol l 1 c h kw c oh 1 10 14 1 10 2 1 10 12mol l 1 ph lgc h lg 1 10 12 12 2 室温时 若0 1mol l 1的一元弱碱的电离度为1 则该溶液的ph为多少 提示 c oh 0 1mol l 1 1 10 3mol l 1 根据c h c oh 1 10 14 所以c h 10 11mol l 1 所以溶液的ph 11 3 ph 2的醋酸与ph 12的naoh溶液等体积混合后 混合液呈酸性还是碱性 提示 ph 2的醋酸溶液中的c h 与ph 12的naoh溶液中的c oh 都是1 10 2mol l 1 而醋酸是弱酸 溶液中还含有未电离的醋酸分子 所以混合后醋酸过量 混合液呈酸性 二 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 思 悟 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 类型一溶液ph的计算 典例 2014 嘉兴高二检测 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 名师点评 讲解本题时应注意以下两点 1 本题的讲解重点是酸碱溶液混合计算ph时有关溶液中c h c oh 与ph的相互转化及酸碱溶液混合的实质 h oh 的中和 2 本题的讲解难点是混合溶液的ph与混合前酸中的h 及碱溶液的oh 的关系 明确指出酸碱混合有关ph的计算分为三种情况 恰好反应 酸过量 碱过量 及各种情况下ph的计算公式 互动探究 1 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 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 方法规律 混合溶液ph的计算技巧酸 碱混合不难算 酸按酸 碱按碱 同强混合在之间 异强混合看过量 无限稀释7为限 特别说明 计算碱与碱混合溶液的ph 要根据c oh 求出混合液c oh 然后再转化成c h 切不可直接根据碱液的ph求混合溶液的c h 变式训练 2013 宜春高二检测 常温下 将ph 1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 a 5 1b 6 1c 10 1d 11 1 解析 选b 将ph 1的硫酸溶液加入适量水稀释至ph 2 即10 2 故v 水 9v h2so4 若将ph 1的硫酸溶液加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液 则10 2 故v naoh v h2so4 故v 水 v naoh 6 1 类型二相同浓度或ph的强酸和弱酸的比较 典例 2014 金华高二检测 某温度下 相同ph的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释 平衡时ph随溶液体积变化的曲线如图所示 据图判断正确的是 a 为盐酸稀释时ph变化曲线b b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强c a点kw的数值比c点kw的数值大d b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度 解题指南 解答本题要注意以下两点 1 kw只与温度有关 与浓度 电解质本性无关 2 ph相同的强 弱酸 弱酸的物质的量浓度大于强酸的物质的量浓度 解析 选b 本题考查了弱电解质溶液稀释时有关量的变化与分析 醋酸是弱电解质 在醋酸溶液中存在如下电离平衡 ch3coohh ch3coo 加水稀释时电离平衡应正向移动 溶液中的c h 减小的幅度小 而hcl属于强电解质 在水溶液中完全电离 加水稀释时 溶液中的n h 不变 所以c h 减小的幅度大 即 分别为盐酸和醋酸稀释时ph变化曲线 a选项错误 溶液中自由移动的离子浓度越大 溶液的导电能力越强 c点的ph比b点的大 c h 小 导电性弱 b选项正确 在温度一定时 任 何稀的水溶液中的kw都是一个常数 c选项错误 由于醋酸是弱酸 相同ph的醋酸和盐酸 醋酸的浓度比盐酸的浓度大得多 稀释时虽然醋酸的电离程度增大 但是电离程度仍然很小 此时醋酸的浓度仍然比盐酸的浓度大得多 d项错误 互动探究 1 若将 典例 中的盐酸和醋酸分别改为氢氧化钠和氨水 请画出其平衡ph随溶液体积变化的曲线图 提示 2 若将 典例 改为分别加水稀释后再达到相同的ph 则两者加水的量相同吗 若不同 哪种溶液加水的量多 提示 不同 可在起点的上方画一条平行于横坐标的直线 该直线先与 相交 后与 相交 说明当加水稀释后再达到相同的ph时 醋酸溶液加水的量多 误区警示 易忽略kw其实相当于一个平衡常数 其大小只与温度有关 与浓度和水溶液中的电解质种类无关 变式训练 下列叙述正确的是 a 某醋酸溶液的ph a 将此溶液稀释1倍后 溶液的ph b 则a bb 在滴有酚酞溶液的氨水中 加入nh4cl至溶液恰好无色 则此时溶液的ph 7c 1 0 10 3mol l 1盐酸的ph 3 0 1 0 10 8mol l 1盐酸的ph 8 0d 若1mlph 1的盐酸与100mlnaoh溶液混合后 溶液的ph 7 则naoh溶液的ph 11 解析 选d 醋酸加水稀释时 酸性减弱 ph增大 a项错误 酚酞的变色范围为8 2 10 0 当ph 8 2时溶液呈现无色 b项错误 c项中1 0 10 8mol l 1盐酸溶液显酸性 其ph 7 c项错误 d项中盐酸与naoh溶液恰好反应 1 10 3l 0 1mol l 1 0 1l c naoh c naoh 1 10 3mol l 1 ph 11 d项正确 溶液酸碱性的探究某学校化学兴趣小组探究关于溶液酸碱性的问题 甲同学将石蕊试液滴入某溶液 溶液显紫色 由此得出结论 该溶液一定呈中性 乙同学欲用ph试纸测定某氢氧化钠溶液的ph 他将ph试纸用蒸馏水润湿后 再把待测液滴到ph试纸上 跟比色卡对照 测得ph 8 丙同学将过氧化钠粉末放入滴有酚酞的水中发现溶液先变红后无色 由此得出结论 过程中溶液先呈碱