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    新教材2023版高中化学专题3水溶液中的离子反应第二单元溶液的酸碱性第1课时溶液的酸碱性与pH学案苏教版选择性必修1
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    高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性第1课时学案设计

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    这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修1第二单元 溶液的酸碱性第1课时学案设计,共12页。学案主要包含了新知预习,即学即练等内容,欢迎下载使用。

    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,
    学业基础——自学·思记·尝试
    【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1 (ml·L^(-1))时,通常用________________直接表示。
    (2)当c(H+)或c(OH-)小于或等于1 (ml·L^(-1))时,通常用________表示。
    二、溶液的pH
    1.溶液的pH
    表达式:pH=________。
    如c(H+)=1.0×10-5 ml·L-1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 ml/L的盐酸,其pH为:
    pH=-lg2×10-3=________
    2.Kw换算法(常温下)
    Kw=c(H+)·c(OH-)
    则c(H+)=
    如c(OH-)=0.01 ml/L的NaOH溶液,其pH为:
    c(H+)==1×10-12
    则pH=-lg()=12
    3.pH→c(H+)或c(OH-)的求算法
    pH=-lg c(H+)→c(H+)=________ml/L,
    c(OH-)=________ml/L。
    如pH为5的硫酸溶液中
    c(H+)=________ ml/L=10-5 ml/L
    pH为9的Ba(OH)2溶液中
    c(OH-)=________ ml/L=ml/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。
    【即学即练】
    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)ml·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 ml·L-1 B.0.017 ml·L-1
    C.0.05 ml·L-1 D.0.06 ml·L-1
    5.下列溶液均在室温下
    (1)pH=2的稀H2SO4中c(H+)=________ ml/L,c(H2SO4)=________ ml/L。
    (2)pH=10的KOH溶液中c(OH-)=________ ml/L。
    (3)0.01 ml/L H2SO4溶液的pH=________。
    (4)0.01 ml/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________________。
    核心素养——合作·探究·分享
    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 ml·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 ml·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+)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 ml·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 ml·L-1
    C.将1 L 0.1 ml·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 ml/L时应当考虑水的电离,所以无限稀释时,pH接近于7。
    当堂评价——夯实·测控·演练
    1.40 ℃时水的离子积Kw=2.87×10-14,则在40 ℃时,c(H+)=1×10-7 ml·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 ml·L-1
    D.pH=6,溶液中c(H+)=1×10-6 ml·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 ml·L-1 NaOH溶液
    D.0.05 ml·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 ml·L-1,则由水电离产生的c(H+)是________。
    (4)100 ℃时,将0.1 ml·L-1的盐酸和0.06 ml·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。
    第二单元 溶液的酸碱性
    第1课时 溶液的酸碱性与pH
    学业基础
    新知预习
    一、
    1.1×10-7 ml·L-1 1×10-7 ml·L-1 1×10-7 ml·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-lg 2
    3.10-pH eq \f(Kw,10-pH) 10-pH eq \f(Kw,10-pH)
    即学即练
    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(4)10 (5)11 (6)10核心素养
    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 ml·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 ml/L,c(OH-)=10a-14 ml/L;pH=b的NaOH溶液中,c(H+)=10-b ml/L,c(OH-)=10b-14 ml/L。两种溶液等体积(设为1 L)混合后,c(OH-)= eq \f(10a-14 ml/L×1 L+10b-14 ml/L×1 L,2 L) ,
    由于b=a+2,所以c(OH-)≈5×10b-15 ml/L,则c(H+)≈2×10-b ml/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 ml;x mL pH=a的NaOH溶液中,n(OH-)=x·10-(14-a)×10-3 ml。紧扣n(H+)/n(OH-)来列式分析: eq \f(n(H+),n(OH-)) = eq \f(y·10-b,x·10-(14-a)) = eq \f(y,x) ·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-)= eq \f(10a,b) >10(因为a>7,b<7),pH<7,C项错;若x=10y,且a+b=14,则n(H+)/n(OH-)= eq \f(1,10) <1,pH>7,D项正确。
    答案:D
    例3 解析:1.0×10-5 ml·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答案:C
    当堂评价
    1.解析:Kw=c(H+)·c(OH-),c(OH-)= eq \f(Kw,c(H+)) = eq \f(2.87×10-14,1×10-7) ml·L-1=2.87×10-7 ml·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 ml·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 ml·L-1 NaOH溶液,NaOH过量,溶液呈碱性;D项加入0.05 ml·L-1 BaCl2溶液,发生反应S+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 ml·L-1,盐酸中c(H+)=1×10-1 ml·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+)=1×10-2ml·L-1,得 eq \f(1×10-1y-1×10-2x,x+y) ml·L-1=1×10-2 ml·L-1,解得x∶y=9∶2,C项正确。
    答案:C
    6.解析:(1)0.01 ml·L-1的甲胺溶液的稀释10倍,浓度变为0.001 ml/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+===CH3N;
    (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+===CH3N (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=HAHB;
    (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 ml·L-1,c(OH-)=10-6 ml·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-)= eq \f(1×10-12,5×10-4) =2×10-9 ml·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 ml,Ba(OH)2溶液中OH-的物质的量为0.12V ml,OH-过量,所以混合后的溶液显碱性,c(OH-)= eq \f(0.12V ml-0.1V ml,2V L) =0.01 ml·L-1,100 ℃时,Kw=10-12,c(H+)= eq \f(10-12,10-2) ml·L-1=10-10 ml·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 ml·L-1
    (4)10
    c(H+)与c(OH-)的关系
    c(H+)的范围(25 ℃)
    酸性
    溶液
    c(H+)>c(OH-)
    c(H+)>__________________
    中性
    溶液
    c(H+)=c(OH-)
    c(H+)=__________________
    碱性
    溶液
    c(H+)c(H+)<__________________
    指示剂
    变色范围
    石蕊
    pH<5____
    5~8紫色
    >8____
    酚酞
    pH<8.2无色
    8.2~10浅红色
    >10____
    甲基橙
    pH<3.1
    红色
    3.1~4.4
    ____
    >4.4黄色
    类型
    稀释10n倍
    无限稀释
    强酸
    c(H+)减小为原来的,pH增大n个单位,pH=pH原+n<7
    此时要考虑水的电离,pH只能接近7(略小于7)
    弱酸
    c(H+)减小的程度比强酸的小,pH增大不到n个单位,pH强碱
    c(OH-)减小为原来的,pH减小n个单位,pH=pH原-n>7
    此时要考虑水的电离,pH只能接近7(略大于7)
    弱碱
    c(OH-)减小的程度比强碱的小,pH减小不到n个单位,pH>pH原-n>7
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