苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性学案及答案

第1课时　溶液的酸碱性与pH

课程目标

1．了解溶液pH的含义及其测定方法。

2．了解溶液的酸碱性与pH的关系。

3．能进行溶液的pH简单计算。

图说考点

 [新知预习]

一、溶液的酸碱性

1．溶液的酸碱性与溶液中c(H＋)、c(OH－)的关系：

2.溶液酸碱性的表示方法：

(1)当c(H＋)或c(OH－)大于时，通常用________________直接表示。

(2)当c(H＋)或c(OH－)小于或等于时，通常用________表示。

二、溶液的pH

1．溶液的pH

表达式：pH＝________。

如c(H＋)＝的酸性溶液，pH＝________。

2．水溶液的pH、c(H＋)及酸碱性的关系：

三、溶液酸、碱性的测定方法

1．指示剂法

该法只能测其pH的大致范围，常见指示剂变色范围为

2.pH试纸法

把小片试纸放在________________上，用________________蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比，即可确定溶液的pH。

3．pH计测量法

四、溶液pH的基本计算

1．定义式法

pH＝－lgc(H＋)

如c(H＋)＝2×10－3 mol/L的盐酸，其pH为：

pH＝)＝________

2．Kw换算法(常温下)

Kw＝c(H＋)·c(OH－)

则c(H＋)＝

如c(OH－)＝0.01 mol/L的NaOH溶液，其pH为：

c(H＋)＝＝1×10－12

则pH＝)＝12

3．pH→c(H＋)或c(OH－)的求算法

pH＝－lg c(H＋)→c(H＋)＝________mol/L，

c(OH－)＝________mol/L。

如pH为5的硫酸溶液中

c(H＋)＝________ mol/L＝10－5 mol/L

pH为9的Ba(OH)2溶液中

c(OH－)＝________ mol/L＝ mol/L

4.溶液pH的计算原则

酸性溶液：求c(H＋)→求pH值；

碱性溶液：求c(OH－)求c(H＋)→求pH值。

[即时性自测]

1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”

(1)用广泛pH试纸可测出室温下某氯水pH约为4。(　　)

(2)pH为6的溶液一定显酸性。(　　)

(3)室温下pH＝5的盐酸和pH＝9的氢氧化钠溶液以体积比1∶1混合，则混合液显中性。(　　)

(4)25 ℃将pH＝4的HCl溶液加水稀释100 000倍后，溶液pH＝9。(　　)

(5)25 ℃，体积为V1的强酸与体积为V2的强碱混合后，溶液呈中性，则混合前pH酸、pH碱的关系为pH酸＋pH碱＝14＋lg。(　　)

(6)室温下，将pH＝10的NaOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，混合液中的c(H＋)＝(10－10＋10－12)mol·L－1。(　　)

(7)要使醋酸的pH由4变到6，需加水释释100倍。(　　)

2．下列关于pH测定的说法正确的是(　　)

A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿

B．不存在pH＝15的碱溶液

C．pH计是精确测定溶液pH的仪器

D．利用pH试纸测得某浓硫酸的pH约为1

3．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是(　　)

A．pH＝7的溶液呈中性

B．c(H＋)＞的溶液一定显碱性

C．c(OH－)＝c(H＋)的溶液呈中性

D．在100℃时，纯水的pH<7，因此显酸性

4．室温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2的体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为(　　)

A．0.01 mol·L－1    B．0.017 mol·L－1

C．0.05 mol·L－1    D．0.06 mol·L－1

5．下列溶液均在室温下

(1)pH＝2的稀H2SO4中c(H＋)＝________ mol/L，c(H2SO4)＝________ mol/L。

(2)pH＝10的KOH溶液中c(OH－)＝________ mol/L。

(3)0.01 mol/L H2SO4溶液的pH＝________。

(4)0.01 mol/L Ba(OH)2溶液的pH＝________。

6．计算下列溶液的pH。

(1)pH＝2的盐酸加水稀释10倍，其pH为________。

(2)pH＝3的H2SO4加水稀释10倍，其pH为________。

(3)pH＝2的CH3COOH加水稀释10倍，其pH范围为________________。

(4)pH＝11的NaOH溶液加水稀释10倍，其pH为________________。

(5)pH＝12的Ba(OH)2溶液加水稀释10倍，其pH为________________。

(6)pH＝11的NH3·H2O加水稀释10倍，其pH范围为________________。

提升点一　溶液酸碱性的判断和测定

[例1]　下列叙述正确的是(　　)

A．pH＝6的溶液呈酸性

B．用广泛pH试纸测得某酸溶液pH＝4.2

C．某溶液中c(OH－)>c(H＋)说明溶液一定呈碱性

D．0.1 mol·L－1的盐酸与CH3COOH溶液pH相同

状元随笔　广泛pH试纸测得的值只能为整数！

[提升1]　用pH试纸测定溶液pH的正确操作是(　　)

A．将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

B．将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸上，再与标准比色卡对照

C．将一小块试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D．在试管内放入少量溶液，煮沸，把pH试纸放在管口，观察颜色，跟标准比色卡比较

状元随笔　pH试纸使用时不能润湿否则会将溶液稀释，使酸性溶液pH变大，碱性溶液pH变小，但中性溶液无影响。

[关键能力]

1．溶液酸碱性的判断

(1)在25℃的溶液中：

pH<7，溶液呈酸性，pH越小，c(H＋)越大，溶液的酸性越强；

pH＝7，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)＝1.0×10－7 mol·L－1；

pH>7，溶液呈碱性，pH越大，c(OH－)越大，溶液的碱性越强。

(2)在任意温度下的溶液中：

c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性；

c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性；

c(H＋)<c(OH－)，溶液呈碱性。

用c(H＋)、c(OH－)的相对大小来判断溶液酸碱性，则不受温度影响。

2．用pH试纸测定溶液的酸碱性

试纸显红色表示溶液为酸性，且红色越深表示溶液酸性越强，pH越小；试纸显蓝色表示溶液为碱性，且蓝色越深表示溶液碱性越强，pH越大。

状元随笔　根据pH＝7判断溶液的酸碱性只能在常温下才能使用。

提升点二　酸碱溶液混合后pH计算

[例2]　室温下，pH＝a和pH＝b的两种NaOH溶液，已知b＝a＋2，将两种溶液等体积混合后，所得溶液的pH接近于(　　)

A．a－lg 2　 　B．b－lg 2

C．a＋lg 2     D．b＋lg 2

状元随笔　碱混合计算pH时，不能用溶液中的c(H＋)相加，因为H＋来自水的电离，两溶液混合后，各自水的电离平衡发生了移动，c(H＋)发生了变化。

[提升2]　室温时，将x mL pH＝a的稀NaOH溶液与y mL pH＝b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断，正确的是(　　)

A．若x＝y，且a＋b＝14，则pH>7

B．若10x＝y，且a＋b＝13，则pH＝7

C．若ax＝by，且a＋b＝13，则pH＝7

D．若x＝10y，且a＋b＝14，则pH>7

状元随笔　强酸强碱混合计算规律：

(1)若等体积混合pH1＋pH2＝14，则溶液显中性pH＝7

pH1＋pH2≥15，溶液显碱性pH＝pH2－0.3

pH1＋pH2≤13，则溶液显酸性pH＝pH1＋0.3

(2)若混合后呈中性

pH1＋pH2＝14，＝，pH1＋pH2≠14

＝

[关键能力]

酸碱混合后溶液pH的计算方法

1．强酸与强酸混合

c(H＋)混＝，然后再求pH。

2．强碱与强碱混合

先计算：c(OH－)混＝，再求c(H＋)混＝，最后求pH。

3．强酸与强碱混合

(1)恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。

(2)酸过量：

先求c(H＋)余＝，再求pH。

(3)碱过量：

先求c(OH－)余＝，

再求c(H＋)＝，然后求pH。

状元随笔　凡是单一酸溶液、酸酸混合液，酸碱混合酸过量时，均直接求c(H＋)，再求pH。

单一碱溶液，碱碱混合溶液，酸碱混合碱过量时必须先求c(OH－)再求c(H＋)后求pH。

提升点三　酸碱溶液稀释后pH计算

[例3]　室温下，下列溶液与1.0×10－5 mol·L－1的NaOH溶液的pH相同的是(　　)

A．把pH＝6的盐酸稀释1 000倍

B．把pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍

C．把pH＝8的NaOH溶液稀释10倍

D．把pH＝12的氨水稀释100倍

状元随笔　弱碱、弱酸稀释过程中，电离程度变大，H＋或OH－数目增多，浓度改变相对较小

[提升3]　常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是(　　)

A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5

B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1

C.将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13

D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6

状元随笔　弱酸、弱碱溶液加水稀释时，平衡发生移动，不能得到具体数值，只能确定其pH范围。

[关键能力]

酸或碱稀释后溶液pH的计算

状元随笔　强酸、强碱稀释时，当它们的浓度小于10－5 mol/L时应当考虑水的电离，所以无限稀释时，pH接近于7。

1．40 ℃时水的离子积Kw＝2.87×10－14，则在40 ℃时，c(H＋)＝1×10－7 mol·L－1的溶液(　　)

A．呈酸性    B．呈碱性

C．呈中性    D．无法判断

2．下列说法一定正确的是(　　)

A．pH>7，溶液呈碱性

B．pH<7，溶液呈酸性

C．pH＝6，溶液中c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1

D．pH＝6，溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1

3．在①、②、③、④四条曲线中，能正确表示将一定浓度的NaOH溶液加水稀释，其pH与加水的体积(V)的关系是(　　)

A．①    B．②

C．③    D．④

4．常温下，向pH＝2的硫酸溶液中加入等体积的下列溶液后，滴入石蕊试液，出现红色，该溶液可能是(　　)

A．pH＝12的Ba(OH)2溶液

B．pH＝12的氨水

C．0.05 mol·L－1 NaOH溶液

D．0.05 mol·L－1 BaCl2溶液

5．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(　　)

A．1∶9    B．2∶9

C．9∶2    D．10∶1

6．常温下，有下列浓度的甲胺(CH3NH2，弱电解质)溶液和氢溴酸。

回答下列问题：

(1)①稀释到原来体积的10倍后，溶液的pH________(填“>”“＝”或“<”，下同)11，①和③两溶液中由水电离出的c(H＋)：①________③。

(2)②③等体积混合后所得溶液的pH________7。

(3)①与③混合时发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________。

(4)②与④混合，若所得溶液呈酸性，则溶液体积：②________(填“>”“＝”或“<”)④。

7．某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱，设计以下实验：将pH＝2的两种酸溶液HA、HB和pH＝12的MOH碱溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH的变化与溶液体积的关系如图，根据所给的数据，请回答下列问题：

(1)HA为________酸，HB为________酸(填“强”或“弱”)。

(2)若c＝9，则将pH＝2的HB与pH＝12的MOH等体积混合后，溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性。

(3)若c＝9，稀释后的三种溶液中，由水电离的氢离子浓度的大小顺序为____________________(用酸、碱化学式表示)。

(4)常温下，取pH＝2的HA、HB各100 mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应后两溶液的pH均变为4，设HA中加入的Zn质量为m1，HB中加入的Zn质量为m2，则m1________m2(选填“<”“＝”或“>”)。

(5)若b＋c＝14，则MOH为________碱(选填“强”或“弱”)。将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，所得混合溶液的pH________7(选填“大于”“小于”或“等于”)。

8．在水的电离平衡中，c(H＋)和c(OH－)的关系如图所示：

(1)A点水的离子积为1×10－14，B点水的离子积为________。造成水的离子积变化的原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(2)100 ℃时，若向水溶液中滴加盐酸，能否使体系处于B点位置？________(填“能”或“否”)，请说明原因：________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

(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＋)是________。

(4)100 ℃时，将0.1 mol·L－1的盐酸和0.06 mol·L－1的溶液等体积混合后，所得溶液的pH为：________。

练后感悟

1．溶液pH计算中“酸按酸、碱按碱、酸碱混合看过量，无限稀释7为限”。

2．强酸弱碱稀释时，存在电离平衡移动，pH变化较小，得到一个pH范围。

第1课时　溶液的酸碱性与pH

基础知识

新知预习

一、

1．1×10－7 mol·L－1　1×10－7 mol·L－1　1×10－7 mol·L－1

2．(1)c(H＋)或c(OH－)　(2)pH

二、

1．－lgc(H＋)　5

三、

1．红色　蓝色　红色　橙色

2．表面皿或玻璃片　干燥洁净的玻璃棒

四、

1．3－lg2

3．10－pH　　10－pH　

即时性自测

1．答案：(1)×　(2)×　(3)√　(4)×　(5)√　(6)×　(7)×

2．答案：C

3．解析：A项中运用pH判断溶液的酸碱性时，用到了水的离子积常数，它与温度有关，但A项未给出温度，所以错误；c(H＋)>，则c(OH－)<，溶液显酸性，所以B项错，C项正确；100℃的纯水中，虽然pH<7，但c(H＋)＝c(OH－)，还是中性，所以D错误。

答案：C

4．答案：C

5．答案：(1)0.01　0.005　(2)10－4　(3)1.7　(4)12.3

6．答案：(1)3　(2)4　(3)2<pH<3

(4)10　(5)11　(6)10<pH<11

技能素养

例1　解析：没有指明温度，不能确定pH＝6时溶液是否呈酸性，A错；广泛pH试纸测得的pH应为整数，B错；0.1 mol·L－1的盐酸pH＝1，而CH3COOH是弱电解质，部分电离，其pH应大于1，D错。答案为C。

答案：C

提升1　答案：A

例2　解析：pH＝a的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－a mol/L，c(OH－)＝10a－14 mol/L；pH＝b的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－b mol/L，c(OH－)＝10b－14 mol/L。两种溶液等体积(设为1 L)混合后，c(OH－)＝，

由于b＝a＋2，所以c(OH－)≈5×10b－15 mol/L，则c(H＋)≈2×10－b mol/L，所以pH≈b－lg 2，故选B。

答案：B

提升2　解析：y mL pH＝b的盐酸中，n(H＋)＝y·10－b×10－3 mol；x mL pH＝a的NaOH溶液中，n(OH－)＝x·10－(14－a)×10－3 mol。紧扣n(H＋)/n(OH－)来列式分析：＝＝·1014－(a＋b)。

若x＝y，且a＋b＝14，则n(H＋)/n(OH－)＝1，pH＝7，A项错；若10x＝y，且a＋b＝13，则n(H＋)/n(OH－)＝100，pH<7，B项错；若ax＝by，且a＋b＝13，则n(H＋)/n(OH－)＝>10(因为a>7，b<7)，pH<7，C项错；若x＝10y，且a＋b＝14，则n(H＋)/n(OH－)＝<1，pH>7，D项正确。

答案：D

例3　解析：1.0×10－5 mol·L－1的NaOH溶液的pH＝9。把pH＝6的盐酸稀释1 000倍，pH无限接近于7；把pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍后，pH＝9；把pH＝8的NaOH溶液稀释10倍，pH无限接近于7，但比7大。pH＝12的氨水稀释100倍后，因为氨水为弱碱，稀释时能不断电离出新的OH－，故稀释后pH大于9，D错误。

答案：B

提升3　解析：A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3<pH<5；B项，pH＝4的H2SO4溶液稀释100倍时，溶液中的c(H＋)＝10－6 mol/L，溶液中的c(OH－)＝＝10－8 mol·L－1，水电离的c(OH－)＝10－8 mol·L－1，而水电离的c(H＋)＝水电离的c(OH－)＝10－8 mol·L－1；C项，将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释到2 L时，c(OH－)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝10－13 mol·L－1，pH＝13；D项，NaOH是碱溶液，无论怎么稀释，pH在常温下都不可能为6，只能无限接近于7。

答案：C

形成性自评

1．解析：Kw＝c(H＋)·c(OH－)，c(OH－)＝＝ mol·L－1＝2.87×10－7 mol·L－1>c(H＋)，故溶液呈碱性，B项正确。

答案：B

2．解析：未指明溶液的温度，pH与7的相对大小关系不能用于判断溶液的酸碱性，A、B项错误；同理，未指明溶液的温度，Kw未知，无法根据c(H＋)求得c(OH－)，C项错误；pH＝6，则c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，D项正确。

答案：D

3．解析：一定浓度的NaOH溶液稀释时，c(OH－)降低，c(H＋)升高，pH降低，无限稀释时，NaOH溶液的pH只接近7，不能低于7，因此B正确。

答案：B

4．解析：滴入石蕊试液，出现红色，说明溶液仍呈酸性。A项加入pH＝12的Ba(OH)2溶液，两者恰好反应，溶液呈中性；B项加入pH＝12的氨水，因为氨水中NH3·H2O部分电离，所以氨水过量，溶液呈碱性；C项加入0.05 mol·L－1 NaOH溶液，NaOH过量，溶液呈碱性；D项加入0.05 mol·L－1 BaCl2溶液，发生反应SO＋Ba2＋===BaSO4↓，溶液仍呈酸性，符合题意。

答案：D

5．解析：NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－2 mol·L－1，盐酸中c(H＋)＝1×10－1 mol·L－1，设NaOH溶液与盐酸的体积分别为x和y，根据混合溶液pH＝2，即溶液中c(H＋)＝1×10－2mol·L－1，得 mol·L－1＝1×10－2 mol·L－1，解得x∶y＝9∶2，C项正确。

答案：C

6．解析：(1)0.01 mol·L－1的甲胺溶液的稀释10倍，浓度变为0.001 mol/L，且不能完全电离，溶液的pH＜11；氢离子或氢氧根离子浓度越大，对水的电离抑制程度越大，则①和③两溶液中由水电离出的c(H＋)：①＞③；

(2)②③等体积混合后，甲胺过量，则溶液显碱性，则pH＞7；

(3)①与③混合时恰好生成CH3NH3Br，HBr为强酸，则离子方程式为CH3NH2＋H＋===CH3NH；

(4)②与④等体积混合显碱性，若所得溶液呈酸性，应使酸过量，则溶液体积：②＜④。

答案：(1)＜　＞　(2)＞　

(3)CH3NH2＋H＋===CH3NH　(4)＜　

7．解析：(1)将pH＝2的酸溶液稀释1 000倍，强酸溶液稀释后溶液pH为5，弱酸溶液稀释过程中促进弱酸电离，稀释后溶液pH小于5，由图可知，HA是强酸、HB是弱酸；

(2)将pH＝12的碱溶液稀释1 000倍，强碱溶液稀释后溶液pH为9，若c＝9，由图可知MOH是强碱，将pH＝2的弱酸HB与pH＝12的强碱MOH等体积混合时，弱酸HB溶液过量，溶液呈酸性；

(3)酸和碱在溶液中电离出的氢离子和氢氧根离子都抑制水的电离，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度越大，抑制程度越大，水电离出氢离子浓度和氢氧根离子浓度越小，由图可知，稀释后的溶液中，HB溶液中氢离子浓度大于HA溶液，HA溶液中氢离子浓度等于MOH溶液中氢氧根离子浓度，则抑制程度为MOH＝HA<HB，所以溶液中水电离出氢离子浓度大小顺序是MOH＝HA>HB；

(4)向pH＝2的强酸HA溶液和弱酸HB溶液中分别加入适量的锌粒，反应过程中HB溶液中的电离平衡被破坏，能继续电离出氢离子，若反应后溶液pH都为4，HA溶液中参加反应的氢离子物质的量小于HB溶液，则与HA溶液反应的锌质量小于HB溶液；

(5)由图可知，b<5，b＋c＝14说明稀释后HB溶液中的氢离子浓度等于MOH溶液中的氢氧根离子浓度，酸和碱的电离程度相同，则c>9，MOH为弱碱，将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，酸和碱恰好完全反应生成弱酸弱碱盐MB，M离子和B离子在溶液中的水解程度相同，溶液呈中性，溶液pH等于7。

答案：(1)强　弱　(2)酸　(3)MOH＝HA>HB　(4)<　(5)弱　等于

8．解析：(1)B点对应的c(H＋)＝10－6 mol·L－1，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，故Kw＝10－6×10－6＝10－12 。

(3)由水电离产生的H＋浓度等于溶液中OH－的浓度，即c(H＋)水＝c(OH－)＝＝2×10－9 mol·L－1。

(4)设盐酸和Ba(OH)2溶液的体积均为V L，盐酸中H＋的物质的量为0.1V mol，Ba(OH)2溶液中OH－的物质的量为0.12V mol，OH－过量，所以混合后的溶液显碱性，c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1，100 ℃时，Kw＝10－12，c(H＋)＝ mol·L－1＝10－10 mol·L－1，所以混合溶液的pH＝10

答案：(1)1×10－12　水的电离要吸热，温度升高，水的电离程度增大，即离子积增大

(2)否　在盐酸中c(H＋)≠c(OH－)，所以不可能处于B点

(3)2×10－9 mol·L－1

(4)10