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第2课时　溶液的酸碱性与pH
　
第三章　第二节　水的电离和溶液的pH
1．结合实例，能判断溶液的酸碱性及pH，掌握检测溶液pH的方法。
2．能进行溶液pH的简单计算，能调控溶液的酸碱性。能选择实例说
明溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用。
课程标准
任务一　溶液的酸碱性与pH
情境探究
土壤的酸碱性直接影响植物的生长发育，可以用pH试纸测定pH，判断土壤的酸碱性。
1.实验室中有一瓶溶液，如何知道它呈酸性，还是碱性呢？
提示：可以通过酸碱指示剂来测定。
2.pH＝7的溶液一定是中性溶液吗？
提示：pH＝7的溶液不一定是中性溶液，在室温下，pH＝7的溶液是中性溶液，在其他温度下不是中性溶液。
3.一定温度下溶液中c平(H＋)和c平(OH－)相等吗？二者有什么关系？
新知构建
1.溶液的酸碱性
在常温下溶液的酸碱性与溶液中c(H＋)和c(OH－)的关系如下表(填“＞”、“＝”或“＜”)：
溶液的酸碱性 c(H＋)和c(OH－)的关系 c(H＋)与1×10－7 mol/L的关系
酸性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
中性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
碱性 c(H＋)____c(OH－) c(H＋)____1×10－7 mol/L
＞
＞
＝
＝
＜
＜
2.溶液的pH
(1)表达式
pH是c(H＋)的负对数，即：pH＝___________。
(2)溶液的酸碱性与pH的关系(25 ℃)
①pH越大，溶液的碱性______，pH越小，溶液的酸性______。
②图示
－lgc(H＋)
越强
越强
3.溶液pH的测量
(1)pH试纸
(2)pH计
pH计精确度高，可直接从仪器中读数。
玻璃棒
应用评价
1.判断正误，错误的说明其原因。
(1)任何温度下，如果c(H＋)不等于c(OH－)，则溶液一定呈现酸碱性。
______________________________________________________________
(2)升高温度水的电离程度增大，酸性增强。
______________________________________________________________
(3)常温下，加入酚酞显无色的溶液一定显酸性。
______________________________________________________________
(4)用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH，一定会使结果偏低。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
正确。
错误；升高温度水的电离程度增大，但c(H＋)＝c(OH－)，仍然是中性。
错误；酚酞的变色范围pH＝8.2～10，无色可能是中性或者碱性。
错误；用蒸馏水润湿的pH试纸测溶液的pH，可能偏高、可能偏低、可能不变。
(5)用pH计测得某溶液的pH为7.45。
______________________________________________________________
正确。
2.某同学在实验室测某溶液的pH。实验时，他先用蒸馏水润湿pH试纸，然后用洁净干燥的玻璃棒蘸取试样进行检测。
(1)该学生的操作是否正确？________(填“正确”或“不正确”)。如不正确，请分析是否一定有误差：______________________________________
________。
(2)若用此法分别测定c(H＋)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是__________，原因是______________________________________________
__________________________________________。
不正确
不一定有误差，当溶液为中性时则不产生
误差
盐酸的pH
在稀释过程中醋酸继续电离产生H＋，使醋酸溶液中
c(H＋)受到的影响比盐酸中的小，故误差较小
(3)不能用广泛pH试纸测定新制氯水的pH，因为新制氯水有________，可以用________测定。
漂白性
pH计
用蒸馏水润湿pH试纸的操作是错误的，会使测定的溶液被稀释。
测溶液pH时的三注意
1.不能用湿润的玻璃棒蘸取待测液，也不能将pH试纸先用水润湿，否则会将溶液稀释，可能导致所测定的pH不准确，使酸性溶液的pH变大，碱性溶液的pH变小，但中性溶液不受影响。
2.若某溶液具有漂白性，则不能用酸碱指示剂测定该溶液的酸碱性，也不能用pH试纸测定其pH。
3.pH试纸不能测c(H＋)>1 mol·L－1或c(OH－)>1 mol·L－1的溶液的pH。
题后反思
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任务二　溶液pH的计算
人体中最重要的液体——血液在健康状态下的pH为7.35～7.45，呈弱碱性。经常喝与人体接近的天然弱碱水，不仅能补充矿物元素，而且对人体健康也有帮助。
常温下，水的离子积Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝1.0×10－14，回答下列问题：
1.c(H＋)为1.0×10－12 mol·L－1的溶液呈酸性还是碱性？为什么？
提示：碱性，该溶液中c(OH－)＝1.0×10－2 mol·L－1>c(H＋)，所以呈碱性。
2.pH＝3的盐酸溶液中，c(H＋)为多少？0.05 mol·L－1 H2SO4溶液中，其pH是多少？c(OH－)是多少？
提示：1.0×10－3 mol·L－1。pH为1，c(OH－)＝1.0×10－13 mol·L－1。
情境探究
3.将0.4 g NaOH固体溶于水，得到1 L溶液，c(OH－)是多少？pH是多少？
提示：c(OH－)＝0.01 mol·L－1，pH＝12。
4.pH＝2的盐酸与pH＝4的盐酸，若按1∶10的体积比混合后，溶液的
c(H＋)为多少？pH为多少？
5.将200 mL 5×10－3 mol·L－1 NaOH溶液与100 mL 2×10－2 mol·L－1 NaOH溶液混合后，溶液的c(OH－)为多少？ pH为多少？
提示：溶液的c(OH－)为1.0×10－2 mol·L－1, pH为12。
6.pH＝12的NaOH溶液与pH＝2的硫酸，若等体积混合后，溶液的pH为多少？若按9∶11的体积比混合后，溶液的pH为多少？若按11∶9的体积比混合后，溶液的pH为多少？
提示：分别为7、3、11。
1.单一溶液pH的计算
(1)强酸溶液，pH＝－lg c(H＋)。
新知构建
(2)强碱溶液与强碱溶液混合
强碱溶液与强碱溶液等体积混合，若pH差值≥2，混合后的pH＝pH大－0.3。
3.强酸溶液与强碱溶液混合
(1)常温下，若恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7；
4.酸碱等体积混合
常温下，酸、碱溶液等体积混合，且酸与碱溶液的pH之和为14：
若为强酸与强碱，则pH＝7；
若为强酸与弱碱，则pH>7；
若为弱酸与强碱，则pH<7。
应用评价
1.判断正误，错误的说明原因(在25 ℃时)。
(1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液的pH＝2。
______________________________________________________________
(2)0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝10。
______________________________________________________________
(3)pH＝2的盐酸加水稀释到1 000倍，溶液的pH＝5。
______________________________________________________________
(4)将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液
的pH＝8.3。
______________________________________________________________
______________________________________________________________
正确。
错误；0.001 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝11。
正确。
错误；将pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH＝9.7。
2. 25 ℃时，pH的简单计算。
(1)1 mL pH＝2的硫酸加水稀释至100 mL，pH＝________。
4
1 mL pH＝2的H2SO4溶液加水稀释到100 mL，溶液中c(H＋)由10－2 mol·L－1变为10－4 mol·L－1，则稀释后溶液的pH＝－lg 10－4＝4。
(2)常温下，由水电离出的c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，则该溶液的可能pH＝________。
2或12
(3)体积均为100 mL pH＝2的CH3COOH溶液与一元酸HX溶液，加水稀释过程中pH与溶液体积的变化关系如图所示，则HX的电离平衡常数______(填“大于”、“小于”或“等于”)CH3COOH的电离平衡常数。
大于
pH相等的酸，加水稀释促进弱酸电离，稀释相同的倍数，pH变化大的为较强的酸，变化小的为较弱的酸，所以HX的酸性大于醋酸，则HX的电离平衡常数大于醋酸。
(4)常温下，pH＝12的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液按一定比例混合，所得溶液pH＝2，则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为________。
9∶2
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随堂演练
√
1.下列溶液一定呈中性的是
A.c(H＋)＝c(OH－)的溶液
B.pH＝7的溶液
C.使石蕊试液呈紫色的溶液
D.盐的溶液
c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，A正确；pH＝7的溶液不一定呈中性，如100 ℃时，水的离子积常数是10－12，pH＝6时溶液呈中性，当pH＝7时溶液呈碱性，B错误；使石蕊试液呈紫色的溶液，常温下溶液pH在5～8，C错误；KHSO4是盐，溶液显酸性，D错误；故选A。
√
2.向10 mL pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液，恰好反应时溶液体积为100 mL，则反应后溶液的pH为
A.2 B.3
C.4 D.5
因为混合后溶液呈中性，所以n(H＋)＝n(OH－)，10－a×10V＝10b－14
×V，所以a＋b＝15。
√
3.25 ℃时，若pH＝a的10体积某强酸溶液与pH＝b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是
A.a＋b＝14 B.a＋b＝13
C.a＋b＝15 D.a＋b＝7
4.工业废水的种类很多，其中酸碱废水是常见的工业废水，主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。酸碱废水具有较强的腐蚀性，需经适当治理方可外排。治理酸碱废水一般原则是高浓度酸碱废水，应优先考虑回收利用，可采用浓缩的方法回收酸碱；低浓度的酸碱废水，如酸洗槽的清洗水、碱洗槽的漂洗水，应进行中和处理。
(1)常温下，甲酸性废水的pH是4，乙酸性废水的pH是5，则甲与乙的c(OH－)之比为________。
1∶10
常温下，水的离子积常数Kw＝10－14，甲的pH是4，c(H＋)＝10－4 mol·
L－1，则c(OH－)＝10－10 mol·L－1；乙的pH是5，c(H＋)＝10－5 mol·
L－1，则c(OH－)＝10－9 mol·L－1。所以甲与乙的c(OH－)之比为10－10
mol·L－1∶10－9 mol·L－1＝1∶10。
(2)在某温度时，测得0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH为11。
①该温度下水的离子积常数Kw＝______。
10－13
由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11 mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。
②在此温度下，已知碱性废水与酸性废水完全电离，将pH＝a的碱性废水Va L与pH＝b的酸性废水Vb L混合。
若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝______；若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝______。
1∶10
10∶1
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课时测评
√
题点一　溶液酸碱性的判断与pH
1.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－)＝1×10－14
B.c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1的溶液一定是中性溶液
C.0.2 mol·L－1 CH3COOH溶液中的c(H＋)是0.1 mol·L－1 CH3COOH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
水的离子积常数Kw＝c(H＋)·c(OH－)，常温下Kw＝10－14，A项正确；溶液的酸碱性：酸性c(H＋)>c(OH－)，碱性c(H＋)10－7 mol/L，为酸性，c(H＋)<10－7 mol/L，为碱性，c(H＋)＝10－7 mol/L，为中性。但该项中没有说明条件，无法确定溶液酸碱性，B项错误；CH3COOH为弱电解质不完全电离，且溶液越稀电离程度越大，所以0.2 mol/L与0.1 mol/L CH3COOH电离出的c(H＋)不存在2倍关系，C项错误；pH范围一般在0～14，表达的是c(H＋)≤1 mol/L，而c(H＋)较大时可直接用浓度表示，D项错误；故选A。
√
2.25 ℃的下列溶液中，碱性最强的是
A.pH＝11的溶液
B.c(OH－)＝0.12 mol·L－1的溶液
C.含有4 g NaOH的1 L溶液
D.c(H＋)＝1×10－10 mol·L－1的溶液
A项，c(OH－)＝10－3 mol·L－1；B项，c(OH－)＝0.12 mol·L－1；C项，c(OH－)＝0.1 mol·L－1；D项，c(OH－)＝10－4 mol·L－1。
√
酸、碱、盐溶液中都含H＋和OH－，故A不符合题意；c(H＋)＞c(OH－)的溶液，则一定是酸性溶液，故B符合题意；pH＝6的溶液，温度未知，若是100 ℃，则为中性溶液，故C不符合题意；加酚酞显无色的溶液，说明pH＜8.2，但不一定是酸性溶液，故D不符合题意。综上所述，答案为B。
3.下列溶液一定呈酸性的是
A.含H＋的溶液
B.c(H＋)＞c(OH－)的溶液
C.pH＝6的溶液
D.加酚酞显无色的溶液
√
4.用pH试纸测定某无色溶液的pH，正确的是
A.将pH试纸放入溶液中，观察其颜色变化并与标准比色卡对照
B.用广泛pH试纸测得氯水的pH为2
C.用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在pH试纸上，观察其颜色并与标准比色卡对照
D.用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在湿润的pH试纸上，测量的pH结果一定偏低
pH试纸直接浸入待测液，这样会污染溶液，故A错误；氯水中的次氯酸有强氧化性，pH试纸变色会被漂白，应用pH计测定，故B错误；测定溶液pH的正确操作方法为将被测液滴到放在玻璃片上的pH试纸上，显色后，与标准比色卡比较，符合测量要求，故C正确；pH试纸不能湿润，防止形成实验误差，用干燥、洁净玻璃棒蘸取溶液，滴在湿润的pH试纸上，测量的pH结果不一定偏低，如中性溶液氯化钠溶液的pH不变，故D错误。故选C。
√
5.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的硫酸溶液和pH＝11的氨水等体积混合
A项，氨水过量，pH>7；B项，pH＝7；C项，CH3COOH过量，pH<7；D项，氨水过量，pH>7。
√
题点二　计算溶液的pH
6.25 ℃，将100 mL 0.14 mol·L－1 NaOH溶液与100 mL 0.06 mol·L－1硫酸溶液混合，所得200 mL混合溶液的pH为
A.12 B.12.3
C.13 D.14
√
7.常温下，1体积pH＝2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于
A.9.0 B.9.5
C.10.5 D.11.0
√
题点三　由pH确定酸碱溶液的浓度或体积
8.常温下，pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱溶液与强酸溶液的体积比是
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶11 D.1∶9
√
9.某温度下，测得0.01 mol/L NaOH溶液pH＝10，则下列说法正确的是
A.该溶液温度为25 ℃ B.与等体积的pH＝4的盐酸刚好中和
C.该温度下蒸馏水pH＝6 D.该溶液中c(H＋)＝10－12 mol/L
某温度下，测得0.01 mol/L NaOH溶液pH＝10，即氢离子浓度是10－10 mol/L，氢氧化钠是一元强碱，则氢氧根离子浓度是0.01 mol/L，所以水的离子积常数是0.01×10－10＝10－12＞10－14，升高温度促进水的电离，该溶液温度大于25 ℃，A错误；pH＝4的盐酸溶液的浓度是10－4 mol/L，所以与等体积的pH＝4的盐酸中和后氢氧化钠过量，B错误；该温度下水的离子积常数是10－12，所以蒸馏水的pH＝6，C正确；根据选项A分析可知该溶液中c(H＋)＝10－10 mol/L，D错误；故选C。
√
10.25 ℃时，在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11，若体积可以加和，则V[Ba(OH)2]∶V(NaHSO4)为
A.1∶1 B.1∶4 C.2∶1 D.3∶2
题点四　非常温下溶液pH的计算
11.T ℃时，水的离子积常数Kw＝10－13，该温度下，V1 mL pH＝12的NaOH稀溶液与V2 mL pH＝2的稀盐酸充分反应(混合后的体积变化忽略不计)，恢复到T ℃，测得混合溶液的pH＝3，则V1∶V2的值为
A.9∶101 B.99∶101
C.1∶100 D.1∶10
√
12.已知在100 ℃下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃)，水的离子积Kw＝1×10－12。下列说法正确的是
A.0.005 mol·L－1的H2SO4溶液，pH＝2
B.0.001 mol·L－1的NaOH溶液，pH＝11
C.0.005 mol·L－1的H2SO4溶液与0.01 mol·L－1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性
D.完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝9的NaOH溶液100 mL
√
13.在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：
(1)A点水的离子积常数为1×10－14，B点水的离子积常数为________。造成水的离子积常数变化的原因是___________。
1×10－12
升高温度
A点水的离子积常数为1×10－14，B点水的离子积常数为Kw＝c(H＋)·c
(OH－)＝10－6×10－6＝1×10－12，平衡常数仅仅是温度的函数，水的电离是个吸热过程，升高温度，Kw增大，故造成水的离子积常数变化的原因是升高温度；
(2)100 ℃时，若向水中滴加盐酸，________(填“能”或“不能”)使体系处于B点状态，原因是____________________________________________
___________________________________________。
不能
B点中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，向水中加
入盐酸会导致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性　
100 ℃时，B点中c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，向水中加入盐酸会导致溶液呈酸性，不能使溶液呈中性，所以若向水中滴加盐酸，不能使体系处于B点状态；
(3)100 ℃时，若盐酸中c(H＋)＝5×10－4 mol·L－1，则由水电离产生的c(H＋)＝________________。
2×10－9 mol/L
(4)25 ℃时，若pH＝a的100体积某强酸溶液与pH＝b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前该a＋b＝________。
16
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