3.1.2水的电离和溶液的酸碱性（二）课件高二上学期化学沪科版选择性必修1

3.1.2水的电离和溶液的酸碱性

(二）第3章

水溶液中的离子反

应与平衡沪科版(2020)选择性必修101溶液的酸碱性与pH02pH的测量目录Content本课学习目标掌握溶液酸碱性取决于溶液中H+和OH-的相对浓度大小关系。理解pH的定义，明确pH与溶液酸碱性之间的定量关系。熟练掌握用pH试纸测定溶液pH的正确操作方法深入理解pH的定义。01溶液的酸碱性与pHChapter

氢氧化铝常用于治疗胃酸过多，这个“弱碱性”又该如何用科学的方式去衡量呢？其实，这背后的奥秘就藏在我们今天要学习的溶液的酸碱性与pH知识中。

新课导入

我们日常生活中常常使用小苏打来调味，常用于糕点、面点等食品的加工中，其主要成分为碳酸氢钠，其水溶液呈“弱碱性”，那大家有没有想过，为什么会呈现弱碱性呢？一、溶液的酸碱性与pH水是一种极弱的电解质，存在电离平衡：H2O⇌H++OH−。在一定温度下，水电离出的H+和OH−

浓度之积为常数，即水的离子积常数​Kw=c(H+)⋅c(OH−)。常温（25∘C）时，Kw=1.0×10−14。​溶液酸碱性的判断依据​中性溶液：c(H+)=c(OH−)，如常温下纯水中c(H+)=c(OH−)=1.0×10−7mol/L。​酸性溶液：c(H+)>c(OH−)，溶液中H+相对较多。​碱性溶液：c(H+)<c(OH−)，溶液中OH−相对较多。溶液酸碱性的本质​回顾水的电离​一、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性与c(H+)和c(OH－)的相对大小的关系在常温下，稀溶液中c(H+)和c(OH-)的乘积总是1×10-14，知道了c(H+)就可以计算出c(OH-)，反之亦然。由上述思考与讨论可知，在常温下溶液的酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)有如下关系：在任一溶液中c(H+)＞

c(OH－)c(H+)=c(OH－)c(H+)＜

c(OH－)溶液呈酸性，c(H+)越大，溶液的酸性越强溶液呈中性溶液呈碱性，c(OH-)越大，溶液的碱性越强一、溶液的酸碱性与pH2.溶液的pH（1）概念及表达式：当c(H+)/c(OH-)≤1×10-1mol·L-1时，为了方便且直观，可用pH表示溶液酸碱性规定pH是c(H+)的负对数：pH=-lg

c(H+)（2）适用范围：用pH表示溶液的酸碱度时，pH的范围一般在0~14之间，即适用于1×10-14mol/L≤c(H+)或c(OH-)≤1mol/L的电解质稀溶液。对于c(H+)＞1mol/L的酸性溶液或c(OH-)＞1mol/L的碱性溶液，直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱度。一、溶液的酸碱性与pH（3）c(H+)、pH与溶液酸碱性的关系（25℃）：酸性增强碱性增强中性溶液的pH与溶液酸碱性的对应关系规律：pH越小，c(H+)越大，溶液的酸性越强；pH越大，c(OH-)越大，溶液的碱性越强。一、溶液的酸碱性与pH（4）溶液酸碱性判断的常见易错点①

任何情况下,均可根据溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小来判断溶液的酸碱性，不受温度影响。②

在分析pH、c(H+)与溶液的酸碱性的关系时,要注意溶液的温度是否为常温。只有25℃时才能利用pH与7的大小关系或c(H+)与1×10-7mol/L的相对大小来判断溶液的酸碱性。如pH=7的溶液不一定是中性溶液,只有在常温下,pH=7的溶液才是中性溶液。③

常温下，pH=0的溶液不是酸性最强的溶液，pH=14的溶液也不是碱性最强的溶液。一、溶液的酸碱性与pH石蕊溶液：​紫色石蕊遇酸性溶液变为红色，遇碱性溶液变为蓝色，在中性溶液中呈紫色。其变色原理是石蕊（用HIn表示）在溶液中存在电离平衡：HIn⇌H++In−，酸性溶液中，平衡逆向移动，主要以HIn（红色）形式存在；碱性溶液中，平衡正向移动，主要以In−（蓝色）形式存在。​​常见酸碱指示剂​酚酞溶液：​酚酞在酸性和中性溶液中无色，在碱性溶液中变为红色。酚酞（用H2P表示）在溶液中的电离平衡为：H2P⇌H++HP−，碱性条件下，HP−进一步电离，溶液显红色。一、溶液的酸碱性与pH甲基橙溶液：​甲基橙在酸性溶液中显红色（pH<3.1），在碱性溶液中显黄色（pH>4.4），在pH=3.1−4.4之间显橙色

。其变色基于自身的电离平衡及不同离子形式的颜色差异。常见酸碱指示剂​一、溶液的酸碱性与pH（1）酸碱指示剂只能粗略判断溶液的酸碱性，不能准确测定溶液的酸碱度。​（2）难溶于水的酸或碱不能使指示剂变色，因为指示剂变色是基于与溶液中

H+或OH−的相互作用，难溶物无法提供足够的离子。​（3）酸溶液一定显酸性，但显酸性的溶液不一定是酸溶液，如NH4Cl溶液显酸性，是因为NH4+水解产生H+

；碱溶液一定显碱性，但显碱性的溶液不一定是碱溶液，如Na2CO3溶液显碱性，是因为CO32−水解产生OH−。指示剂使用注意事项​一、溶液的酸碱性与pH酚酞和甲基橙在酸碱滴定时的pH颜色突变范围：02pH的测量Chapter溶液pH的测定方法（1）酸碱指示剂法酸碱指示剂是一些有机弱酸或弱碱，它们在溶液中存在电离平衡，其分子与电离出的离子呈现不同的颜色。因此，当pH改变时，分子、离子相对含量的变化会引起溶液颜色的变化。如石蕊(以HIn表示)的电离平衡和颜色变化如下：HInH++In-故可以用指示剂来粗略测定溶液的pH范围，但不能准确测定出pH。二、pH的测量二、pH的测量溶液pH的测定方法（1）酸碱指示剂法几种常用指示剂的变色范围和颜色变化如图所示：pH1

23.1

4.4

5

678

9

1011121314甲基橙红色橙色黄色石蕊红色紫色蓝色酚酞无色浅红色红色二、pH的测量

溶液pH的测定方法①pH试纸的种类（2）pH试纸法广泛pH试纸：其pH范围是

(最常用)，可以识别的pH差约为

。精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值。专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液。1～141二、pH的测量

溶液pH的测定方法②pH试纸的使用方法：取一小块试纸放在干净的玻璃板上，用干净的玻璃棒蘸取溶液点在试纸的中央，待显色后，与标准的比色卡对比，得出溶液的pH。（2）pH试纸法③

使用pH试纸的注意事项：不能用湿的玻璃棒蘸取待测液，也不能将pH试纸先用水润湿，否则会将待测液稀释，可能导致所测定的pH不准确，使测定的酸性溶液的pH变大，碱性溶液的pH变小，但中性溶液不受影响；二、pH的测量

溶液pH的测定方法（2）pH试纸法③

使用pH试纸的注意事项：pH试纸不能直接伸入待测液中，否则会污染待测液；具有漂白性或强氧化性的溶液不能用酸碱指示剂检验其酸碱性，也不能用pH试纸测定其pH。二、pH的测量

溶液pH的测定方法（3）pH计法pH计，又叫酸度计，可用来精密测量溶液的pH，其量程为0~14。人们根据生产与生活的需要，研制了多种类型的pH计，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域pH计二、pH的测量

测试和调控溶液pH的意义（1）医疗保健血液的pH是诊断疾病的一个重要参数，当体内的酸碱平衡失调时，利用药物控制pH是辅助治疗的重要手段之一。也可用于农业方面，如有机酸解毒，调节pH。（2）日常生活洗发时使用的护发素具有调节头发的pH使之达到适宜酸碱度的功能。

测试和调控溶液pH的意义（3）环保领域酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应，在中和过程中可用pH自动测定仪进行检测和控制。（4）科学实验和工业生产溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个重要因素。二、pH的测量二、pH的测量pH的计算②

酸性溶液，先算c(H+)，pH=-lgc(H+)，

碱性溶液，先算c(OH-)，pOH=-lgc(OH-)，pH=14–pOH（常温）③

在加法运算中，相差100倍以上（含100）可忽略小的数！④

lg2≈0.3；lg3≈0.5；lg5≈0.7。（1）pH计算的解题思路①

pH=﹣lgc(H+)，

c(H+)·c(OH-)=Kw二、pH的测量（2）单一溶液pH的计算pH的计算②若为碱性，先求c(OH-)后，由Kw求c(H+)，再求pH①若为酸性，先求出c(H+)后，由pH=-lgc(H+)求pH例如：强酸(HnA)溶液的浓度为c

mol/L，则c(H＋)＝nc

mol/L，pH＝－lgc(H＋)＝－lg(nc)。例如：25℃，强碱[B(OH)n]溶液的浓度为c

mol/L，c(OH-)＝nc

mol/L，则

c(H＋)＝10-14/nc

mol/L，pH＝－lgc(H＋)＝14＋lg(nc)。二、pH的测量（3）混合溶液pH的计算pH的计算①两种强酸混合：直接求出c(H＋)混，再据此求pH。关键：1、抓住氢离子进行计算！2、当相加、减的两个量相差100倍以上时，小的可忽略例1：计算pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合后的pH。c(H＋)＝mol/L＝5×10－4

mol/L

V10－3＋V10－52VpH＝－lgc(H＋)＝－lg(5×10－4)＝3.3

【结论】两种pH不同的强酸等体积混合时ΔpH≥2时，pH混=pH小+0.3二、pH的测量pH的计算②两种强碱混合：先求出c(OH－)混，再据Kw求出c(H＋)混，最后求pH。关键：抓住OH-进行计算！再转化为H+例2：计算pH=10与pH=12的NaOH溶液等体积混合后的pH。c(OH－)＝mol/L＝5×10－3

mol/L

10－4

V+10－2V

2VpH＝－lgc(H＋)＝－lg(2×10－12)＝11.7【结论】两种pH不同的强碱等体积混合时ΔpH≥2时，pH混=pH大-0.3二、pH的测量pH的计算③强酸强碱混合：“谁过量先求谁”pH=7（常温）a、当n(H＋)＝n(OH－)时，恰好中和b、当n(H＋)＞n(OH－)时，酸过量c、当n(H＋)＜n(OH－)时，碱过量二、pH的测量pH的计算（4）强酸、强碱溶液等体积混合后，pH的变化规律①

pH1+pH2=14②

pH1+pH2＞14③

pH1+pH2＜14混合后为中性pH=7

混合后为碱性pH＞7

混合后为酸性pH＜7