2022-2023學(xué)年魯科版選擇性必修1 第3章 第1節(jié)　第2課時(shí)　水溶液的酸堿性與pH 課件（32張）

1、第2課時(shí)水溶液的酸堿性與pH學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)溶液酸堿性的探究,認(rèn)識(shí)水溶液的酸堿度與H+、OH-濃度以及與pH的關(guān)系。2.通過(guò)pH測(cè)定知識(shí)的學(xué)習(xí),掌握檢測(cè)溶液pH的方法。任務(wù)分項(xiàng)突破課堂小結(jié)提升學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)任務(wù)分項(xiàng)突破學(xué)習(xí)任務(wù)1水溶液的酸堿性與pH自主梳理1.水溶液的酸堿性與c(H+)和c(OH-)的關(guān)系c(H+)與c(OH-)相對(duì)大小c(H+)的范圍/(molL-1)(25 )中性溶液c(OH-) c(H+)=1.010-7酸性溶液c(OH-) c(H+)1.010-7堿性溶液c(OH-) c(H+)1.010-7=微點(diǎn)撥:微點(diǎn)撥:用c(H+)、c(OH-)的相對(duì)大小來(lái)判斷水溶液的酸堿性,不受

2、溫度影響。2.水溶液的pH、c平(H+)與酸堿度的關(guān)系(1)pH的表達(dá)式: 。pH=-lg c平(H+)(2)水溶液的pH、c平(H+)與酸堿度的關(guān)系如圖(25 )。(3)pH的范圍: 。微點(diǎn)撥:pH與酸堿度的關(guān)系為pH=7,溶液顯中性;pH7,溶液顯堿性,僅在25 時(shí)成立。3.水溶液的酸堿度的測(cè)定方法(1)pH試紙:使用pH試紙的正確操作為取一小塊pH試紙于干燥潔凈的玻璃片或表面皿上,用干燥潔凈的玻璃棒蘸取試液點(diǎn)在試紙上,當(dāng)試紙顏色變化穩(wěn)定后迅速與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照,讀出pH。(2)pH計(jì):儀器pH計(jì)可精確測(cè)定試液的pH(精確至小數(shù)點(diǎn)后2位)。微點(diǎn)撥:pH試紙僅能測(cè)量到“整數(shù)”。0pH14互動(dòng)探

3、究pH試紙上有甲基紅、溴甲酚綠、百里酚藍(lán)這三種指示劑。甲基紅、溴甲酚綠、百里酚藍(lán)和酚酞一樣,在不同pH的溶液中均會(huì)按一定規(guī)律變色。甲基紅的變色范圍是pH:4.4(紅)6.2(黃),溴甲酚綠的變色范圍是pH:3.6(黃)5.4(綠),百里酚藍(lán)的變色范圍是pH:6.7(黃)7.5(藍(lán))。用定量甲基紅加定量溴甲酚綠加定量百里酚藍(lán)的混合指示劑浸漬中性白色試紙,晾干后制得的pH試紙即可用于測(cè)定溶液的pH。探究1pH的相關(guān)理解問(wèn)題1:pH的主要作用是什么?提示:用來(lái)表示溶液的酸堿度。問(wèn)題2:表示溶液的酸堿度可不可以用c(H+)或c(OH-)?提示:可以。比如0.001 molL-1的HCl溶液與0.001

4、 molL-1的H2SO4溶液,前者c(H+)=0.001 molL-1,后者c(H+)=0.002 molL-1,所以后者酸度大于前者;再如0.1 molL-1的NaOH溶液與0.05 molL-1的Ba(OH)2溶液,前者c(OH-)=0.1 molL-1,后者c(OH-)=0.1 molL-1,所以兩者堿性強(qiáng)度相同。問(wèn)題3:既然用c(H+)或c(OH-)也可以表示溶液的酸堿度,那么引入pH意義 何在?提示:c(H+)=0.001 molL-1的溶液若用pH表示,為3,顯然0.001數(shù)值太小,書寫及使用均不方便,沒(méi)有3好用。所以化學(xué)上經(jīng)常會(huì)把一些“很小”的數(shù)值轉(zhuǎn)換成負(fù)對(duì)數(shù)來(lái)使用。比如某反應(yīng)

5、的平衡常數(shù)為1.010-11,則其pK=11。問(wèn)題4:一般來(lái)說(shuō)pH范圍是0,14,有沒(méi)有可能超出此范圍?提示:有可能。比如濃度為10 molL-1的HCl溶液,其pH=-lg 10=-1。不過(guò)一般當(dāng)c(H+)或c(OH-)大于1 molL-1時(shí)不再用pH表示溶液的酸堿度,而是直接用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸堿度。探究2pH與酸堿度的關(guān)系問(wèn)題5:25 時(shí)pH與酸堿度有什么關(guān)系?提示:25 時(shí),pH7,溶液顯堿性。問(wèn)題6:已知100 時(shí)純水的KW=5.510-13mol2L-2。那么此時(shí)中性的溶液pH為多少?提示:此時(shí)c(H+)=c(OH-)=10-7molL-17.410-7molL-

6、1,pH=-lg7.410-7 6.13。問(wèn)題7:根據(jù)上述計(jì)算判斷100 時(shí)pH與溶液酸堿度的關(guān)系。提示:100 時(shí)pH6.13,溶液顯堿性。歸納拓展溶液酸堿性的判斷題組例練1.(2021湖南益陽(yáng)期中)下列水溶液一定呈中性的是( )D2.科學(xué)家經(jīng)過(guò)研究后發(fā)現(xiàn),把水加熱加壓到374 、22.1 MPa以上時(shí)具有很多特性,如其中含有的氫離子濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于10-7 molL-1,還具有很強(qiáng)的溶解有機(jī)物的能力。由此可知,處于這種狀態(tài)下的水( )A.顯中性,pH一定等于7B.表現(xiàn)出非極性溶劑的特性C.顯酸性,pH一定小于7D.表現(xiàn)出極性溶劑的特性B解析:把水加熱加壓到374 、22.1 MPa以上為超臨界

7、水,超臨界水仍然是水,顯中性,但溫度高于常溫,水電離程度增大,pH應(yīng)小于7,A、C錯(cuò)誤;有機(jī)物大多數(shù)是非極性分子,根據(jù)相似相溶原理,可知超臨界水表現(xiàn)出非極性溶劑的特性,B正確,D錯(cuò)誤。題后悟道溶液酸堿性判斷的關(guān)鍵是看“溶液”中的c(H+)與c(OH-)的相對(duì)大小。c(H+)=c(OH-),溶液顯中性,c(H+)c(OH-),溶液顯酸性,c(H+)c(OH-),溶液顯堿性。根據(jù)pH與7的關(guān)系判斷溶液酸堿性,必須注意前提條件是25 。學(xué)習(xí)任務(wù)2溶液pH的計(jì)算自主梳理1.單一溶液pH的計(jì)算(1)強(qiáng)酸溶液:根據(jù)c酸算出c(H+)代入pH=-lg c(H+)計(jì)算。(2)強(qiáng)堿溶液:根據(jù)c堿算出c(OH-)

8、根據(jù)KW=c(H+)c(OH-)算出c(H+)把c(H+)代入pH=-lg c(H+)計(jì)算。2.強(qiáng)酸或強(qiáng)堿稀釋pH的計(jì)算根據(jù)c濃V濃=c稀V稀計(jì)算出稀釋后酸或堿的濃度,然后與單一溶液pH的計(jì)算中的計(jì)算過(guò)程相同。3.強(qiáng)酸強(qiáng)酸或強(qiáng)堿強(qiáng)堿溶液混合pH的計(jì)算微點(diǎn)撥:若pH之差2的兩種強(qiáng)酸溶液等體積混合,混合溶液pH=pH小+0.3;若pH之差2的兩種強(qiáng)堿溶液等體積混合,混合溶液pH=pH大-0.3。4.強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合(25 時(shí))互動(dòng)探究pH計(jì)算實(shí)際上是一種“近似計(jì)算”,下面我們來(lái)探究這種近似計(jì)算的準(zhǔn)確度。探究1pH近似計(jì)算的準(zhǔn)確度問(wèn)題1:0.000 1 molL-1的HCl溶液中HCl電離出來(lái)的c(H

9、+)多大?提示:由于HCl屬于強(qiáng)酸,完全電離,因此HCl電離出的c(H+)=0.000 1 molL-1。問(wèn)題2:上述鹽酸中水電離出的c(H+)與c(OH-)是否相等?問(wèn)題3:室溫下,上述鹽酸中,假設(shè)水電離出的c(H+)=c(OH-)=c molL-1,代入KW=c液(H+)c液(OH-),求出c值。提示:1.010-14 mol2L-2=(c+0.000 1)c mol2L-2,解得c1=-0.000 1 (無(wú)意義舍棄),c29.9910-11。問(wèn)題4:上述鹽酸中HCl電離出的c(H+)是水電離出的c(H+)的多少倍?計(jì)算酸溶液pH時(shí)可不可以忽略水電離出的氫離子濃度?提示:c酸(H+)c水(

10、H+)=0.0001(9.9910-11)100萬(wàn)倍;可以忽略。探究2水電離出的H+濃度的計(jì)算問(wèn)題5:KW=c(H+)c(OH-)中c(H+)、c(OH-)指的是溶液中的氫離子、氫氧根離子濃度還是水電離出的氫離子、氫氧根離子濃度?提示:指的是溶液中的氫離子、氫氧根離子濃度,即KW=c液(H+)c液(OH-)。問(wèn)題6:酸溶液中忽略水電離出的氫離子,如何計(jì)算水電離出的氫離子濃度?問(wèn)題7:堿溶液中忽略水電離出的氫氧根離子,如何計(jì)算水電離出的氫離子濃度?歸納拓展一般濃度的酸或堿溶液中酸或堿電離出的c(H+)或c(OH-)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水電離出的兩者濃度,因此酸溶液中c液(H+)=c酸(H+)+c水(H+)c

11、酸(H+),堿溶液中c液(OH-)= c堿(OH-)+c水(OH-)c堿(OH-)。所以pH計(jì)算中,酸溶液中忽略水電離出的H+,堿溶液中忽略水電離出的OH-,因此pH計(jì)算均為“近似計(jì)算”。雖然屬于近似計(jì)算,但實(shí)際上非常準(zhǔn)確,一般誤差都在小數(shù)點(diǎn)5位數(shù)之后。必須注意當(dāng)酸、堿濃度極小時(shí)反而會(huì)忽略酸、堿電離出的氫離子或氫氧根離子。例如室溫下,pH=5的HCl溶液稀釋1 000倍,稀釋前c酸(H+)=10-5 molL-1,c水(H+)=10-9 molL-1,此時(shí)酸電離出的H+是水電離出的H+的104倍,此時(shí)可以忽略水電離出的H+,但稀釋后c酸(H+)=10-8 molL-1,比純水電離出的H+濃度(

12、10-7 molL-1)還小,此時(shí)就不能忽略水的電離了。1.(2021天津耀華中學(xué)期中)對(duì)于常溫下pH=1的硝酸溶液,下列敘述正確的是( )A.該溶液1 mL稀釋至100 mL后,pH大于3B.向該溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和C.該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為1012D.該溶液中水電離出的c(H+)是pH為3的硝酸中水電離出的c(H+)的100倍題組例練B2.(2021重慶鳳鳴山中學(xué)期中)把80 mL NaOH溶液加到120 mL的HCl溶液中,所得溶液的pH為2,如果混合前兩溶液的濃度相同,則它們的濃度是( )A.0.5 molL-1 B

13、.0.01 molL-1C.0.05 molL-1D.1 molL-1C課堂小結(jié)提升【知識(shí)整合】【易錯(cuò)提醒】1.誤認(rèn)為pH=7的溶液顯中性,其實(shí)pH=7的溶液顯中性的前提是25 ,若非25 條件下,pH=7的溶液可能顯酸性(低于25 ),也可能顯堿性(高于25 )。2.誤認(rèn)為pH試紙只要用蒸餾水潤(rùn)濕測(cè)量結(jié)果一定不準(zhǔn)確,其實(shí)pH試紙用蒸餾水潤(rùn)濕,如果是酸、堿溶液,則溶液相當(dāng)于稀釋了,其pH會(huì)分別偏大、偏小,但如果待測(cè)溶液本身就是中性的,則無(wú)論如何稀釋,其pH都不受影響。3.誤認(rèn)為酸、堿溶液計(jì)算pH時(shí)一定會(huì)忽略水電離出的H+或OH-,其實(shí)如果酸、堿溶液濃度極小,小于純水電離出的H+或OH-濃度(2

14、5 時(shí)為10-7 molL-1),則此時(shí)一般會(huì)忽略酸、堿電離出的H+或OH-。4.誤認(rèn)為c(H+)或c(OH-)增大,則酸性或堿性一定增強(qiáng)。其實(shí)溶液酸堿性是由c(H+)與c(OH-)的“相對(duì)大小”關(guān)系決定的,c(H+)或c(OH-)增大,溶液酸堿性不一定增強(qiáng),比如蒸餾水加熱,水的電離平衡正向移動(dòng),c(H+)、c(OH-)均增大,但此時(shí)仍為中性。學(xué)科素養(yǎng)測(cè)評(píng)pH,亦稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值,是溶液中氫離子濃度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)概念是1909年提出的。p代表德語(yǔ)Potenz,意思是濃度,H代表氫離子(H+)。下面我們進(jìn)行一些pH的相關(guān)內(nèi)容的練習(xí)與計(jì)算。.某溫度(

15、t )時(shí),水的離子積KW=110-12 mol2L-2。請(qǐng)完成下列問(wèn)題。(1)將此溫度下pH=11的NaOH溶液與pH=1的HCl溶液等體積混合,混合后溶液的pH=。解析:.(1)此溫度下pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=110-1 molL-1,pH=1的HCl溶液中c(H+)=110-1 molL-1,所以兩溶液等體積混合后應(yīng)恰好完全反應(yīng),則混合后溶液的pH=6。答案:.(1)6pH,亦稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值,是溶液中氫離子濃度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)概念是1909年提出的。p代表德語(yǔ)Potenz,意思是濃度,H代表氫離子(H+)。下面我們進(jìn)行一些pH

16、的相關(guān)內(nèi)容的練習(xí)與計(jì)算。.某溫度(t )時(shí),水的離子積KW=110-12 mol2L-2。請(qǐng)完成下列問(wèn)題。(2)將此溫度下pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的H2SO4溶液b L混合:若所得混合溶液呈中性,則ab=。解析:(2)若所得混合溶液呈中性,則0.1 molL-1a L=0.1 molL-1 b L,所以ab=11。答案:(2)11pH,亦稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值,是溶液中氫離子濃度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)概念是1909年提出的。p代表德語(yǔ)Potenz,意思是濃度,H代表氫離子(H+)。下面我們進(jìn)行一些pH的相關(guān)內(nèi)容的練習(xí)與計(jì)算。.某溫度(t )時(shí),水的離子積KW=110-12 mol2L-2。請(qǐng)完成下列問(wèn)題。(2)將此溫度下pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的H2SO4溶液b L混合:若所得混合溶液的pH=2,則ab=。答案:911pH,亦稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值,是溶液中氫離子濃度的一種標(biāo)度,也就是通常意義上溶液酸堿度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)概念是1909年提出的。p代表德語(yǔ)Potenz,意思是濃度,H代表氫離子(H+)。下面我