2022-2023學(xué)年蘇教版選擇性必修1 專題3 第二單元 第1課時(shí) 溶液的酸堿性與pH 學(xué)案

第二單元溶液的酸堿性第1課時(shí)溶液的酸堿性與pH[核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)]1.掌握溶液的酸堿性與pH的關(guān)系。2.掌握測(cè)定溶液pH的方法，了解溶液pH調(diào)控的意義。3.掌握計(jì)算溶液pH的方法。一、溶液的酸堿性與pH1．25℃時(shí)，分析下列溶液中氫離子和氫氧根離子的濃度0.01mol·L－1NaCl溶液0.01mol·L－1NaOH溶液0.01mol·L－1鹽酸c(H＋)/(mol·L－1)1×10－71×10－120.01c(OH－)/(mol·L－1)1×10－70.011×10－12c(H＋)、c(OH－)的相對(duì)大小c(H＋)＝c(OH－)c(H＋)<c(OH－)c(H＋)>c(OH－)溶液的酸堿性中性堿性酸性特別提示用c(H＋)、c(OH－)的相對(duì)大小來判斷溶液酸堿性，不受溫度影響。2．溶液的pH與c(H＋)及酸堿性的關(guān)系(1)pH表達(dá)式：pH＝－lg_c(H＋)。(2)溶液的pH、c(H＋)及酸堿性的關(guān)系圖(25℃)：(3)pH的適用范圍：1×10－14mol·L－1≤c(H＋)≤1mol·L－1，即0≤pH≤14。特別提醒pH計(jì)算公式中c(H＋)，強(qiáng)酸溶液中：c(H＋)＝n·c(HnA)，強(qiáng)堿溶液中：c(H＋)＝eq\f(Kw,cOH－)＝eq\f(Kw,n·c[BOHn])。3．溶液酸堿性的測(cè)定方法(1)酸堿指示劑法(只能測(cè)定溶液的pH范圍)(2)利用pH試紙測(cè)定。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。(3)利用pH計(jì)測(cè)定。pH計(jì)可精確測(cè)量溶液的pH(讀至小數(shù)點(diǎn)后2位)。(4)用pH傳感器(pH探頭)測(cè)定。(1)任何溫度下，如果c(H＋)不等于c(OH－)，則溶液一定呈現(xiàn)酸堿性()(2)某溶液的pH＝7，該溶液一定顯中性()(3)升高溫度，水的電離程度增大，酸性增強(qiáng)()(4)用蒸餾水潤濕的pH試紙測(cè)溶液的pH，一定會(huì)使結(jié)果偏低()(5)常溫下，加入酚酞顯無色的溶液一定顯酸性()(6)用pH計(jì)測(cè)得某溶液的pH為7.45()答案(1)√(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√1．某溶液中c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，該溶液一定呈酸性嗎？提示未指明溫度，不一定呈酸性。2．(1)pH試紙使用前能否用蒸餾水潤濕？若用濕潤的pH試紙測(cè)定溶液的pH對(duì)結(jié)果有何影響？提示使用pH試紙不能用蒸餾水潤濕，潤濕后相當(dāng)于稀釋了溶液。若是酸性溶液，則潤濕后測(cè)得pH偏大；若為堿性溶液，則潤濕后測(cè)得pH偏?。蝗魹橹行匀芤?，則無影響。(2)某同學(xué)用pH試紙測(cè)定新制氯水的pH為1.0，他的結(jié)論正確嗎？提示新制氯水具有漂白性，不能使用pH試紙進(jìn)行測(cè)定，其結(jié)論錯(cuò)誤。(3)現(xiàn)欲測(cè)定100℃沸水的pH及酸堿性，甲同學(xué)使用pH試紙測(cè)定，請(qǐng)推測(cè)pH試紙呈什么顏色，溶液的酸堿性如何？提示pH試紙呈淡黃色，沸水呈中性。測(cè)溶液pH時(shí)的三注意(1)不能用濕潤的玻璃棒蘸取待測(cè)液，也不能將pH試紙先用水潤濕，否則會(huì)將溶液稀釋，可能導(dǎo)致所測(cè)定的pH不準(zhǔn)確，使酸性溶液的pH變大，堿性溶液的pH變小，但中性溶液不受影響。(2)若某溶液具有漂白性，則不能用酸堿指示劑測(cè)定該溶液的酸堿性，也不能用pH試紙測(cè)定其pH。(3)pH試紙不能測(cè)c(H＋)>1mol·L－1或c(OH－)>1mol·L－1的溶液的pH。1．下列溶液一定顯酸性的是()A．溶液中c(OH－)>c(H＋)B．滴加紫色石蕊溶液后變紅色的溶液C．溶液中c(H＋)＝10－6mol·L－1D．常溫時(shí)，溶液中由水電離的c(H＋)＝10－9mol·L－1答案B解析判斷溶液酸堿性的關(guān)鍵是看c(H＋)和c(OH－)的相對(duì)大小，若c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性；而pH<7或c(H＋)>10－7mol·L－1的溶液呈酸性，僅適用于常溫時(shí)，若溫度不確定，就不能用來判斷溶液的酸堿性。B項(xiàng)中可使紫色石蕊溶液變紅，則該溶液顯酸性；D項(xiàng)中水電離的c(H＋)<10－7mol·L－1，說明向水中加入了抑制水電離的酸或者是堿，溶液的酸堿性不能確定。2．已知某溫度下純水的pH＝6。請(qǐng)回答下列問題：(1)pH＝7的溶液呈____(填“酸性”“中性”或“堿性”)。(2)該溫度下，0.1mol·L－1的鹽酸的pH＝________。水電離出的H＋濃度為________。答案(1)堿性(2)11×10－11mol·L－13．李同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)某溶液的pH。實(shí)驗(yàn)時(shí)，他先用蒸餾水潤濕pH試紙，然后用潔凈干燥的玻璃棒蘸取試樣進(jìn)行檢測(cè)。(1)該學(xué)生的操作是________(填“正確的”或“錯(cuò)誤的”)，其理由是______________________________________________________________________________________(2)如不正確，請(qǐng)分析是否一定有誤差：______________________________________________________________________________________________________________。(3)若用此法分別測(cè)定c(H＋)相等的鹽酸和醋酸溶液的pH，誤差較大的是________，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案(1)錯(cuò)誤的用濕潤的pH試紙來測(cè)定溶液的pH，相當(dāng)于將溶液稀釋了，測(cè)出的不是原溶液的pH，若溶液不顯中性，就會(huì)產(chǎn)生誤差(2)不一定有誤差，當(dāng)溶液為中性時(shí)則不產(chǎn)生誤差(3)鹽酸的pH在稀釋過程中醋酸繼續(xù)電離產(chǎn)生H＋，使醋酸溶液中c(H＋)受到的影響比鹽酸中的小，故誤差較小解析用蒸餾水潤濕pH試紙的操作是錯(cuò)誤的，會(huì)使測(cè)定的溶液被稀釋。二、溶液稀釋后的pH變化規(guī)律1．酸堿溶液無限稀釋常溫下，pH只能無限接近于7，酸溶液pH不可能大于7，堿溶液pH不可能小于7。2．對(duì)于pH＝a的強(qiáng)酸和弱酸溶液稀釋常溫下，每稀釋到原溶液體積的10n倍，強(qiáng)酸的pH就增大n個(gè)單位，即pH＝a＋n(a＋n<7)，弱酸的pH范圍是：a<pH<a＋n(a＋n<7)，可用如圖表示。3．對(duì)于pH＝b的強(qiáng)堿和弱堿溶液稀釋常溫下，每稀釋到原溶液體積的10n倍，強(qiáng)堿的pH減小n個(gè)單位，即pH＝b－n(b－n>7)，弱堿的pH范圍是：b－n(b－n>7)<pH<b，可用如圖表示。4．對(duì)于物質(zhì)的量濃度相同的強(qiáng)酸和弱酸稀釋相同倍數(shù)強(qiáng)酸pH變化程度比弱酸大(強(qiáng)堿和弱堿類似)。弱酸、弱堿在稀釋過程中有濃度的變化，又有電離平衡的移動(dòng)，不能求得具體數(shù)值，只能確定其pH范圍。物質(zhì)的量濃度相等的酸或堿溶液稀釋后溶液pH的變化如圖所示。1．常溫下，關(guān)于溶液的稀釋下列說法正確的是()A．pH＝3的醋酸溶液稀釋100倍，pH＝5B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀釋100倍，溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1C．將1L0.1mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀釋為2L，pH＝13D．pH＝8的NaOH溶液稀釋100倍，其pH＝6答案C解析A項(xiàng)，pH＝3的醋酸溶液在稀釋過程中電離平衡正向移動(dòng)，稀釋100倍時(shí)，3<pH<5；B項(xiàng)，pH＝4的H2SO4溶液稀釋100倍時(shí)，溶液中的c(H＋)＝1×10－6mol·L－1，溶液中的c水(OH－)＝eq\f(1×10－14,1×10－6)mol·L－1＝1×10－8mol·L－1，c水(H＋)＝c水(OH－)＝1×10－8mol·L－1；C項(xiàng)，1L0.1mol·L－1Ba(OH)2溶液稀釋為2L時(shí)，c(OH－)＝eq\f(0.2,2)mol·L－1＝0.1mol·L－1，c(H＋)＝1×10－13mol·L－1，pH＝13；D項(xiàng)，NaOH是強(qiáng)堿溶液，無論怎么稀釋，pH在常溫下不可能為6，只能無限接近于7。2．將體積均為10mL、pH均為3的鹽酸和醋酸，加入水稀釋至amL和bmL，測(cè)得稀釋后溶液的pH均為5，則稀釋后溶液的體積()A．a(chǎn)＝b＝100 B．a(chǎn)＝b＝1000C．a(chǎn)＜b D．a(chǎn)＞b答案C解析若a＝b，稀釋后的CH3COOH溶液pH<5，若使稀釋后CH3COOH溶液pH＝5，就必須繼續(xù)加水稀釋，即a<b。3．濃度均為0.10mol·L－1、體積均為V0的MOH和ROH溶液，分別加水稀釋至體積V，pH隨lg

eq\f(V,V0)的變化如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是()A．MOH的堿性強(qiáng)于ROH的堿性B．ROH的電離程度：b點(diǎn)大于a點(diǎn)C．若兩溶液無限稀釋，則它們的c(OH－)相等D．當(dāng)lg

eq\f(V,V0)＝2時(shí)，若兩溶液同時(shí)升高溫度，則eq\f(cM＋,cR＋)增大答案D解析A項(xiàng)，等體積0.10mol·L－1的MOH和ROH，前者pH＝13，后者pH小于13，說明前者是強(qiáng)堿，后者是弱堿，正確；B項(xiàng)，ROH是弱堿，加水稀釋，促進(jìn)電離，b點(diǎn)電離程度大于a點(diǎn)，正確；C項(xiàng)，兩溶液無限稀釋，溶液近似呈中性，c(OH－)相等，正確；D項(xiàng)，由MOH是強(qiáng)堿，在溶液中完全電離，所以c(M＋)不變，ROH是弱堿，升高溫度，促進(jìn)電離平衡ROHR＋＋OH－向右移動(dòng)，c(R＋)增大，所以eq\f(cM＋,cR＋)減小，錯(cuò)誤。題組一溶液酸堿性的判斷與pH1．下列說法正確的是()A．pH＝7的溶液一定呈中性B．常溫下由水電離的c(OH－)為1×10－8mol·L－1的溶液一定呈酸性C．c(H＋)＜c(OH－)的溶液一定呈堿性D．c(OH－)＝1×10－6mol·L－1的溶液一定呈堿性答案C2．我們常見的一些食物在室溫時(shí)的近似pH如表，則下列說法不正確的是()食物橘子汁泡菜牛奶雞蛋清近似pH范圍3.0～4.03.2～3.66.3～6.67.6～8.0A.雞蛋清顯堿性B．胃酸過多的人應(yīng)少吃泡菜C．橘子汁能使石蕊溶液變紅D．牛奶比雞蛋清的堿性強(qiáng)答案D3．313K時(shí)，水的離子積常數(shù)Kw＝3.0×10－14，則在313K時(shí)，c(H＋)＝1.0×10－7mol·L－1的溶液()A．呈酸性 B．呈中性C．呈堿性 D．無法判斷答案C解析313K時(shí)，c(OH－)＝eq\f(Kw,cH＋)＝3.0×10－7mol·L－1，溶液中c(OH－)＞c(H＋)，故溶液呈堿性。題組二pH及相關(guān)計(jì)算4．95℃時(shí)，水中的H＋的物質(zhì)的量濃度為10－6mol·L－1，若把0.01mol的NaOH固體溶解于95℃水中配成1L溶液，則溶液的pH為()A．4B．10C．2D．12答案B解析95℃時(shí)，水中的H＋的物質(zhì)的量濃度為10－6mol·L－1，所以該溫度下水的離子積常數(shù)是1×10－12。0.01mol的NaOH固體溶解于95℃水中配成1L溶液，溶液中OH－的濃度是0.01mol·L－1，則溶液中c(H＋)＝eq\f(10－12,0.01)mol·L－1＝10－10mol·L－1，因此pH＝10。5．室溫下，pH＝5的鹽酸和pH＝9的氫氧化鈉溶液以體積比11∶9混合，則混合溶液的pH為()A．7.2 B．8C．6 D．無法計(jì)算答案C解析pH＝5的鹽酸中c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5mol·L－1，設(shè)兩溶液的體積分別為11VL和9VL，由于酸過量，所得混合溶液中c(H＋)＝eq\f(1×10－5×11V－1×10－5×9V,11V＋9V)mol·L－1＝1×10－6mol·L－1，即溶液的pH＝6，C項(xiàng)正確。6．常溫下，將pH＝1的硫酸溶液平均分成兩等份，一份加入適量水，另一份加入與該硫酸溶液物質(zhì)的量濃度相同的氫氧化鈉溶液，兩者pH都增大了1。則加入水和加入NaOH溶液的體積比約為()A．11∶1B．10∶1C．6∶1D．5∶1答案C解析設(shè)所取每份硫酸的體積為V1，使硫酸由pH＝1變?yōu)閜H＝2，所加水的體積為9V1；設(shè)所加NaOH溶液的體積為V2，則有c(H＋)＝eq\f(0.1V1－0.05V2,V1＋V2)mol·L－1＝0.01mol·L－1，解得V2＝eq\f(3,2)V1，即V水∶VNaOH＝6∶1。題組三溶液稀釋pH的變化規(guī)律7．常溫下，將pH＝4的硫酸溶液分別稀釋成原體積的10倍、100倍、10000倍。則稀釋后溶液的pH分別約為()A．5、6、8 B．5、6、7C．4.7、6.7、8 D．4.7、6.7、7答案B解析本題易錯(cuò)之處是按一般稀釋規(guī)律解題，即按pH強(qiáng)酸＝a＋n(pH＝a的強(qiáng)酸溶液稀釋10n倍)計(jì)算得到pH為8，錯(cuò)選A；由于稀釋時(shí)存在pH強(qiáng)酸＝a＋n＜7，所以將pH＝4的硫酸溶液稀釋10倍時(shí)，pH＝5，稀釋100倍時(shí)，pH＝6，稀釋10000倍時(shí)pH近似等于7，故選B。8.某溫度下，pH＝11的氨水和NaOH溶液分別加水稀釋100倍，溶液的pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。根據(jù)圖像判斷錯(cuò)誤的是()A．a(chǎn)一定大于9B．Ⅱ?yàn)榘彼♂寱r(shí)溶液的pH變化曲線C．稀釋后氨水中水的電離程度比NaOH溶液中水的電離程度大D．完全中和稀釋后相同體積的兩溶液時(shí)，消耗相同濃度的稀H2SO4的體積V(NaOH)＜V(氨水)答案C解析根據(jù)題給圖像可知，開始二者pH相同，在稀釋過程中促進(jìn)一水合氨的電離，則氨水的pH變化較小，即Ⅱ?yàn)榘彼♂寱r(shí)溶液的pH變化曲線，pH＝11的氫氧化鈉溶液稀釋100倍時(shí)，pH變?yōu)?，所以pH＝11的氨水稀釋100倍時(shí)，pH減小不到9，即a一定大于9，A、B正確；C項(xiàng)，堿溶液中分析水的電離即判斷溶液中氫離子濃度大小，稀釋后氨水的pH大于NaOH溶液的pH，氨水中水的電離程度比NaOH溶液中水的電離程度小，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，pH相同的氨水和氫氧化鈉溶液，氨水的物質(zhì)的量濃度大于氫氧化鈉溶液的物質(zhì)的量濃度，加水稀釋相同的倍數(shù)，氨水的物質(zhì)的量濃度仍較大，完全中和稀釋后相同體積的兩溶液時(shí)，消耗相同濃度的稀硫酸的體積V(NaOH)＜V(氨水)，正確。9.pH＝2的a、b兩種酸溶液各1mL，分別加水稀釋到1000mL，其中pH與溶液體積V的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是()A．a(chǎn)、b兩酸溶液的物質(zhì)的量濃度一定相等B．稀釋后，a酸溶液的酸性比b酸溶液強(qiáng)C．x＝6時(shí)，a是強(qiáng)酸，b是弱酸D．若a、b都是弱酸，則2＜x＜5答案D解析由圖可知，稀釋過程中，b酸的pH變化小，則b酸較a酸弱，兩者pH相等時(shí)，物質(zhì)的量濃度一定不同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；稀釋后a溶液的pH大于b溶液的pH，則a中c(H＋)小于b中c(H＋)，a酸溶液的酸性比b酸溶液的酸性弱，B項(xiàng)錯(cuò)誤；pH＝2的a酸溶液稀釋1000倍，pH不可能增加4，C項(xiàng)錯(cuò)誤；若a、b都是弱酸，稀釋1000倍后，a、b兩溶液pH均要增大，且增加量均小于3，故2＜x<5，D項(xiàng)正確。10．甲、乙兩種醋酸稀溶液，甲的pH＝a，乙的pH＝a＋1，下列敘述正確的是()A．甲中水電離出來的H＋的物質(zhì)的量濃度是乙中水電離出來的H＋的物質(zhì)的量濃度的10倍B．中和等物質(zhì)的量的NaOH，需甲、乙兩種醋酸溶液的體積，10V(甲)＞V(乙)C．物質(zhì)的量濃度c(甲)＞10c(乙)D．甲中的c(OH－)為乙中的c(OH－)的10倍答案C解析c(H＋)＝10－pH，所以c甲(H＋)＝10－amol·L－1，c乙(H＋)＝10－(a＋1)mol·L－1，所以c甲(H＋)＝10c乙(H＋)，則10c甲(OH－)＝c乙(OH－)，酸溶液中水電離出的c(H＋)等于溶液中的c(OH－)，則水電離出的氫離子濃度：乙是甲的10倍，故A、D錯(cuò)誤；乙的pH比甲大1，則c(甲)＞10c(乙)，所以與等量NaOH反應(yīng)，消耗酸的體積，10V(甲)＜V(乙)，故B錯(cuò)誤、C正確。11．(2020·太原高二檢測(cè))某溫度下，重水(D2O)的離子積常數(shù)為1.6×10－15，若用定義pH一樣規(guī)定pD＝－lgc(D＋)，則在該溫度下，下列敘述正確的是()A．純凈的重水中，c(D＋)·c(OD－)＞1.0×10－14B．1L溶解有0.01molDCl的重水溶液，其pD＝2C．1L溶解有0.01molNaOD的重水溶液，其pD＝12D．純凈的重水中，pD＝7答案B解析A項(xiàng)，該溫度下重水(D2O)的離子積常數(shù)為1.6×10－15＜1.0×10－14，錯(cuò)誤；B項(xiàng)，c(DCl)＝eq\f(0.01mol,1L)＝0.01mol·L－1，則c(D＋)＝0.01mol·L－1，所以pD＝2，正確；C項(xiàng)，c(NaOD)＝eq\f(0.01mol,1L)＝0.01mol·L－1，則c(D＋)＝eq\f(1.6×10－15,0.01)mol·L－1＝1.6×10－13mol·L－1，則pD＞12，錯(cuò)誤；D項(xiàng)，c(D＋)＝eq\r(1.6×10－15)mol·L－1＝4×10－8mol·L－1，所以pD＞7，錯(cuò)誤。12．現(xiàn)有常溫時(shí)pH＝1的某強(qiáng)酸溶液10mL，下列操作能使溶液的pH變成2的是()A．加水稀釋成100mLB．加入10mL0.01mol·L－1的NaOH溶液C．加入10mL的水進(jìn)行稀釋D．加入10mL0.01mol·L－1的HCl溶液答案A解析pH＝1的強(qiáng)酸溶液由10mL稀釋成100mL時(shí)，c(H＋)減小至原來的eq\f(1,10)，故pH增大1，A項(xiàng)正確；c(H＋)＝eq\f(0.1mol·L－1×0.01L－0.01mol·L－1×0.01L,0.02L)＝0.045mol·L－1，B項(xiàng)錯(cuò)誤；c(H＋)＝eq\f(0.1mol·L－1×0.01L,0.02L)＝0.05mol·L－1，C項(xiàng)錯(cuò)誤；c(H＋)＝eq\f(0.1mol·L－1×0.01L＋0.01mol·L－1×0.01L,0.02L)＝0.055mol·L－1，D項(xiàng)錯(cuò)誤。13.(2020·金華校級(jí)期中)某溫度下，相同pH的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋，溶液pH隨溶液體積變化的曲線如圖所示。據(jù)圖判斷正確的是()A．Ⅱ?yàn)辂}酸稀釋時(shí)的pH變化曲線B．B點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比C點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)C．A點(diǎn)Kw的數(shù)值比C點(diǎn)Kw的數(shù)值大D．B點(diǎn)酸的濃度大于A點(diǎn)酸的濃度答案B解析根據(jù)電解質(zhì)的電離平衡特點(diǎn)知，Ⅱ應(yīng)為醋酸溶液稀釋時(shí)的pH變化曲線，A項(xiàng)錯(cuò)誤；溶液導(dǎo)電性取決于自由移動(dòng)離子的濃度，B點(diǎn)的H＋濃度較C點(diǎn)的大，B點(diǎn)的導(dǎo)電性強(qiáng)，B項(xiàng)正確；Kw的大小取決于溫度，C項(xiàng)錯(cuò)誤；相同pH的鹽酸和醋酸溶液，醋酸溶液的濃度遠(yuǎn)大于鹽酸的濃度，稀釋到相同體積時(shí)，醋酸溶液的濃度仍大于鹽酸的濃度，D項(xiàng)錯(cuò)誤。14．現(xiàn)有常溫下的六份溶液：①0.01mol·L－1CH3COOH溶液②0.01mol·L－1鹽酸③pH＝12的氨水④pH＝12的NaOH溶液⑤0.01mol·L－1CH3COOH溶液與pH＝12的氨水等體積混合后所得溶液⑥0.01mol·L－1鹽酸與pH＝12的NaOH溶液等體積混合后所得溶液(1)其中水的電離程度最大的是________(填序號(hào)，下同)，水的電離程度相同的是________。(2)若將②③混合后所得溶液pH＝7，則消耗溶液的體積②________(填“＞”“＜”或“＝”)③。(3)將六份溶液同等稀釋10倍后，溶液的pH：①______②，③______④，⑤______⑥(填“＞”“＜