化学反应原理专题3第二单元第1课时Word文件下载.docx

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pH＜3.1

红色

3.1～4.4

橙色

＞4.4黄色

（2）pH试纸法

常用的pH试纸有广范pH试纸和精密pH试纸。

前者的pH差值为1，后者的pH差值约为0.2或0.3。

pH试纸的使用方法：

把小片试纸放在洁净的表面皿或玻璃片上，用玻璃棒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

议一议

1．判断溶液酸碱性的标准是什么？

pH＝7的溶液是否一定为中性溶液？

答案　判断溶液酸碱性的标准是比较c（H＋）、c（OH－）的相对大小，pH＝7的溶液不一定为中性溶液，只有在常温下pH＝7的溶液才为中性溶液，因为Kw只与温度有关，如在100℃时，Kw＝1.0×

10－12，pH＝6为中性，pH＝7应为碱性。

2．怎样理解酸的酸性强弱与溶液的酸性强弱？

答案　酸的酸性强弱是指酸电离出H＋的难易，如HNO3的酸性比H3PO4的强。

而溶液的酸性强弱是指溶液中H＋的浓度大小，H＋浓度越大，溶液的酸性越强。

二、溶液pH的计算

练一练

1．已知在常温下

（1）c（H＋）＝1.0×

10－3mol·

L－1的某溶液中，c（OH－）＝____________________，pH为______。

（2）pH＝4的盐酸溶液中，c（H＋）＝________________，c（H＋）水＝____________________。

答案　

（1）1.0×

10－11mol·

L－1　3

（2）1.0×

10－4mol·

L－1　1.0×

10－10mol·

L－1

2．常温下，计算下列溶液的pH。

（1）1.0×

L－1的盐酸的pH为________。

（2）5.0×

L－1的H2SO4溶液的pH为________。

（3）将8gNaOH固体溶于水得到2L溶液，其pH为________。

（4）amol·

L－1的Ba（OH）2溶液的pH为___________________________。

答案　

（1）3　

（2）3　（3）13　（4）15－lg5＋lga

方法导引

　单一溶液的pH值计算方法

（1）计算原则

酸性溶液：

求c（H＋）→求pH的值。

碱性溶液：

求c（OH－）

求c（H＋）→求pH值。

（2）公式：

pH＝－lgc（H＋）

Kw＝c（H＋）·

c（OH－）

三、酸碱溶液稀释后pH变化规律

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________________。

答案　

（1）3　

（2）4　（3）2＜pH＜3　（4）10　（5）11

（6）10＜pH＜11

1．若将pH＝2的盐酸加水稀释107倍，其pH是否为9，为什么？

答案　不为9。

因为此时应该以水的电离为主，而忽略HCl的电离，稀释后的pH应无限接近7。

2．若将pH＝12的NaOH溶液加水稀释107倍，其pH是否为5，为什么？

答案　不为5。

因为此时应该以水的电离为主，而忽略NaOH的电离，稀释后的pH应无限接近7。

3．将pH＝2的CH3COOH溶液和pH＝12的氨水分别加水稀释10倍，pH变化为什么不到一个单位。

答案　因为CH3COOH、NH3·

H2O均为弱电解质，在稀释过程中还会继续电离，所以pH变化不到一个单位。

4．分别画出pH相等的盐酸和CH3COOH溶液、NaOH溶液和氨水加水无限稀释时的pH变化图像。

答案　

一、溶液酸碱性的测定

例1

　有一学生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）该生的操作方法是否正确？

（2）如不正确请说明理由，同时请分析是否一定有误差产生。

（3）若用此法分别测定c（H＋）相等的H2SO4和H3PO4溶液的pH，结果会怎样？

并说明理由。

解析　由此题可引出下列结论：

醋酸铅试纸、KI淀粉试纸、石蕊试纸（检验气体的酸碱性）等用于定性检验时，试纸一般要润湿，而pH试纸定量测定某溶液的酸碱度时，绝对不允许用水将试纸润湿。

答案　

（1）不正确。

（2）若溶液不显中性，则H＋或OH－被稀释，测出的不是溶液中H＋或OH－对应的pH；

不一定有误差，当溶液为中性时则不产生误差。

（3）测得的pH，H3PO4溶液较H2SO4溶液小，因为在稀释过程中，H3PO4继续电离产生H＋，使得该溶液中c（H＋）较H2SO4溶液中的大。

变式训练1　中学化学实验中，淡黄色的pH试纸常用于测定溶液的酸碱性。

在25℃时，若溶液的pH＝7，试纸不变色；

若pH＜7，试纸变红色；

若pH＞7，试纸变蓝色。

而要精确测定溶液的pH，需用pH计。

pH计主要通过测定溶液中H＋的浓度来测定溶液的pH。

已知100℃时，水的离子积常数Kw＝1×

10－12。

（1）已知水中存在如下平衡：

H2O＋H2OH3O＋＋OH－　ΔH＞0，现欲使平衡向左移动，且所得溶液呈酸性，选择的方法是________（填字母）。

A．向水中加入NaHSO4B．向水中加入NaCl

C．加热水至100℃D．在水中加入KOH

（2）现欲测定100℃沸水的pH及酸碱性，若用pH试纸测定，则试纸显________色，溶液显________性（填“酸”、“碱”或“中”）；

若用pH计测定，则pH____________7（填“＞”、“＝”或“＜”），溶液呈__________性（填“酸”、“碱”或“中”）。

答案　

（1）A　

（2）淡黄　中　＜　中

解析　

（1）向水中加入NaHSO4，c（H＋）增大，平衡向左移动，A正确；

向水中加入NaCl对水的电离平衡无影响，平衡不移动，B错误；

加热平衡向右移动，仍呈中性，C错误；

向水中加入KOH，c（OH－）增大，平衡向左移动，但溶液呈碱性，D错误。

（2）100℃时水的pH＝6，但溶液仍呈中性，因此pH试纸的颜色仍为淡黄色。

二、酸碱混合后pH值的计算方法

例2

　计算下列溶液的pH：

（1）①1.0×

L－1盐酸溶液的pH为________。

②将0.4gNaOH固体溶于水得到1L溶液，该溶液的pH为________。

（2）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____________________，pH为________。

（3）将200mL5×

L－1NaOH溶液与100mL2×

10－2mol·

L－1NaOH溶液混合后，溶液的c（OH－）为__________________，c（H＋）为____________________，pH为________。

（4）pH＝12的NaOH溶液与pH＝2的硫酸，若等体积混合后，溶液的pH为________；

若按9∶11的体积比混合后，溶液的pH为________；

若按11∶9的体积比混合后，溶液的pH为________。

答案　

（1）①4　②12　

（2）1.0×

L－1　3　（3）1.0×

10－12mol·

L－1　12　（4）7　3　11

归纳总结

　溶液pH的计算方法

（1）强酸、强碱溶液的pH的计算方法

先求出强酸、强碱溶液中的c（H＋），强酸直接由酸的浓度求出，强碱先由碱的浓度求出c（OH－），再根据水的离子积换算出c（H＋），然后用公式pH＝－lgc（H＋）求出pH。

（2）酸、碱溶液混合后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

a．恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。

b．酸过量：

先求c（H＋）余＝

，

再求pH。

c．碱过量：

先求c（OH－）余＝

再求c（H＋）＝

变式训练2　将0.1mol·

L－1HCl溶液和0.06mol·

L－1的Ba（OH）2溶液等体积混合后，则该溶液的pH是（　　）

A．1.7B．12.3C．12D．1

答案　C

解析　这是强酸和强碱的混合，要先判断混合液的酸碱性。

酸中c（H＋）＝0.1mol·

L－1；

碱中c（OH－）＝0.12mol·

L－1，等体积混合碱过量，根据pH值的计算方法，要先求c（OH－），再求c（H＋），最后求pH值。

c（OH－）余＝

＝0.01mol·

L－1，c（H＋）＝

＝1×

10－12mol·

L－1，故pH＝－lgc（H＋）＝12。

例3

　在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定大于7的是（　　）

A．pH＝3的硝酸跟pH＝11的氢氧化钾溶液

B．pH＝3的盐酸跟pH＝11的氨水

C．pH＝3的硫酸跟pH＝11的氢氧化钠溶液

D．pH＝3的磷酸跟pH＝11的氢氧化钾溶液

解析　A、C两项中都是强酸与强碱中和，等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等，即pH强酸＋pH弱碱＝14，恰好完全中和，pH＝7；

B项，pH强酸＋pH弱碱＝14，混合后碱过量，pH＞7；

D项，pH弱酸＋pH强碱＝14，混合后酸过量，pH＜7。

答案　B

例4

　在25℃时，有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液（x≤6，y≥8），取VxL该盐酸同该NaOH溶液中和，需VyLNaOH溶液。

问：

（1）若x＋y＝14，

＝________（填数值）。

（2）若x＋y＝13，

（3）若x＋y＞14，

＝__________________（填表达式），且Vx________Vy（填“＞”、“＜”或“＝”）。

解析　Vx·

10－x＝Vy·

10－（14－y）

＝

＝10（x＋y－14）

（1）若x＋y＝14，则

＝1；

（2）若x＋y＝13，则

；

（3）当x＋y＞14时，根据

＝10（x＋y－14），

Vx＞Vy。

答案　

（1）1　

（2）

　（3）10（x＋y－14）　＞

方法技巧

　溶液pH计算

碱按碱、酸按酸，同强混合在中间，

异强混合看过量，无限稀释7为限。

变式训练3　室温时，将xmLpH＝a的稀NaOH溶液与ymLpH＝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

答案　D

解析　ymLpH＝b的盐酸中，n（H＋）＝y·

10－b×

10－3mol；

xmLpH＝a的NaOH溶液中，n（OH－）＝x·

10－（14－a）×

10－3mol。

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。

三、一强一弱的全方位比较

例5

　现有a.盐酸、b.醋酸、c.硫酸三种稀溶液，用字母回答下列问题。

（1）若三种酸的物质的量浓度相等。

①三种溶液中的c（H＋）大小关系为________________。

②取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系为________________。

③若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸溶液的体积大小关系为________________。

④对于a盐酸和b醋酸，若加水稀释相同的倍数，________的pH大，若加水稀释到相同的pH，________加的水多。

（2）若三种酸溶液中的c（H＋）相等。

①三种酸的物质的量浓度大小关系为________。

②取等体积上述三种溶液，分别用同浓度的NaOH溶液完全中和，所需NaOH溶液体积大小关系为________________________________________________________________________。

③若取等质量Zn分别跟这三种溶液反应，使Zn恰好完全反应时，消耗三种酸的体积大小关系为______________。

④对于a盐酸和b醋酸，若加水稀释到相同的倍数，________的pH大，若加水稀释到相同的pH，________加的水多。

解析　

（1）①H2SO4为二元强酸，CH3COOH为弱酸，在水溶液中发生部分电离，故c＞a＞b。

②三种酸的物质的量相等，因H2SO4为二元酸，所以消耗的NaOH是盐酸和醋酸的两倍，盐酸和醋酸消耗的NaOH相等，所以c＞a＝b。

③等质量的Zn完全反应，消耗的盐酸和醋酸的体积相等，消耗的H2SO4的体积最少，所以a＝b＞c。

④由于醋酸部分电离，若加水稀释到相同的倍数，醋酸的pH仍然大，若稀释到相同的pH，盐酸加入的水多。

（2）①CH3COOH是弱酸，c（CH3COOH）≫c（H＋），c（H2SO4）＝

c（H＋），c（HCl）＝c（H＋），所以b＞a＞c。

②等体积的三种溶液中，n（CH3COOH）＞n（HCl），HCl和H2SO4都是强电解质，两溶液中的n（H＋）相等，消耗的NaOH一样多，所以b＞a＝c。

③等质量的Zn完全反应，消耗的n（H＋）相等，所以溶液中c（H＋）大的消耗体积要小，H2SO4溶液与盐酸中的c（H＋）相等，而CH3COOH在反应中会继续电离产生H＋，所以消耗体积最小，所以a＝c＞b。

④由于醋酸是弱电解质，在稀释过程中会继续电离，稀释到相同倍数时，其pH要小，若加水稀释到相同的pH，醋酸加入的水多。

答案　

（1）①c＞a＞b　②c＞a＝b　③a＝b＞c　④b　a

（2）①b＞a＞c　②b＞a＝c　③a＝c＞b　④a　b

规律总结

　一元强酸和一元弱酸的比较

（1）相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸（如盐酸）与一元弱酸（如醋酸）的比较（见下表）：

c（H＋）

酸性

中和碱

的能力

与足量活泼金属反应产生H2的总量

与同一金属反应时的起始反应速率

一元强酸

大

强

相同

一元弱酸

小

弱

（2）相同体积、相同c（H＋）的一元强酸（如盐酸）与一元弱酸（如醋酸）的比较（见下表）：

少

多

变式训练4　向体积都为1L、c（H＋）都等于0.01mol·

L－1的盐酸和醋酸溶液中投入0.66gZn，则图中比较符合客观事实的曲线是（　　）

解析　c（H＋）都等于0.01mol·

L－1的两种溶液，含n（HCl）＝0.01×

1＝0.01mol，含n（CH3COOH）＞0.01mol。

而0.66gZn相当于

mol，略大于0.01mol。

对于盐酸来说，Zn过量，对于醋酸来说，Zn不足；

因而反应放出的H2的量应是后者略大于前者。

由于反应开始后，醋酸溶液的c（H＋）比盐酸中c（H＋）大，故反应速率也较快，所需时间较短。

1．下列溶液一定显酸性的是（　　）

A．溶液中c（OH－）>

B．滴加紫色石蕊溶液后变红色的溶液

C．溶液中c（H＋）＝10－6mol·

D．pH<

7的溶液

解析　判断溶液酸碱性的关键是看c（H＋）和c（OH－）的相对大小，若c（H＋）>

c（OH－），溶液呈酸性；

而pH<

7或c（H＋）>

10－7mol·

L－1，仅适用于常温时，若温度不确定，就不能用来判断溶液的酸碱性。

B项中可使紫色石蕊溶液变红，则该溶液呈酸性。

2．下列关于溶液的酸碱性，说法正确的是（　　）

A．pH＝7的溶液显中性

B．中性溶液中一定有c（H＋）＝1.0×

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

解析　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；

在中性溶液中c（H＋）和c（OH－）一定相等，但并不一定是1.0×

L－1，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项错误。

3．下列有关溶液的酸碱性与pH的说法错误的是（　　）

A．相同条件下，溶液pH越小，酸性越强，反之，碱性越强

B．pH<

7的溶液，可能呈酸性

C．当溶液中的c（H＋）或c（OH－）较小时，用pH表示其酸碱性更为方便

D．把pH试纸直接插入待测溶液中，测其pH

解析　A项因pH＝－lgc（H＋），所以pH越小，c（H＋）越大，酸性越强，pH越大，c（H＋）越小，则c（OH－）越大，碱性越强，A项正确；

B项在室温下，pH<

7的溶液呈酸性，B项正确；

C项当c（H＋）或c（OH－）小于1mol·

L－1时，使用pH表示其酸碱性更为方便，C项正确；

D项用pH试纸测溶液pH时，不能把pH试纸直接插入溶液中，正确的做法为取一小片pH试纸，放在洁净的表面皿上或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央，然后与标准比色卡对照读取数据，D项错误。

4．常温下，某溶液中由水电离出来的c（H＋）＝1.0×

10－13mol·

L－1，该溶液可能是（　　）

①二氧化硫的水溶液　②氯化钠水溶液　③硝酸钠水溶液　④氢氧化钠水溶液

A．①④B．①②C．②③D．③④

答案　A

解析　某溶液中由水电离出来的c（H＋）＝1.0×

L－1，说明溶液既可能呈酸性，也可能呈碱性。

①SO2＋H2OH2SO3，H2SO3HSO

＋H＋，HSO

SO

＋H＋，溶液呈酸性；

④NaOH===Na＋＋OH－，溶液呈碱性。

5．室温下，下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH一定大于7的是（　　）

A．0.1mol·

L－1的盐酸和0.1mol·

L－1的氢氧化钠溶液

B．0.1mol·

L－1的盐酸和0.05mol·

L－1的氢氧化钡溶液

C．pH＝4的醋酸溶液和pH＝10的氢氧化钠溶液

D．pH＝4的盐酸和pH＝10的氨水

解析　本题考查了酸碱反应后溶液pH的计算及判断。

HCl为一元强酸，NaOH为一元强碱，Ba（OH）2为二元强碱，故等体积等物质的量浓度的HCl与NaOH恰好中和，pH＝7；

与Ba（OH）2反应时，c（H＋）＝c（OH－）＝2c[Ba（OH）2]，pH＝7，故A、B错误；

pH＝4的醋酸溶液中电离出的c（H＋）＝1×

L－1，pH＝10的NaOH溶液中电离出的c（OH－）＝1×

L－1，因此CH3COOH电离出的H＋恰好与NaOH中和，因CH3COOH是弱酸，随着反应的进行，还有大量的CH3COOH分子不断地电离，故pH<

7；

同理，D项中氨水过量，溶液显碱性，pH>

7，故C错误，D正确。

6．下列叙述正确的是（　　）

A．100℃纯水的pH＝6，所以水在100℃时呈酸性

B．pH＝3的盐酸溶液，稀释至10倍后pH>

4

C．0.2mol·

L－1的醋酸与等体积水混合后pH＝1

D．常温下，pH＝3的盐酸与pH＝11的氢氧化钠等体积混合后pH＝7

解析　A选项中因为是纯水，不管其pH为多少都呈中性；

B选项中盐酸是强酸，所以每稀释10倍pH增大1，故pH＝4；

C选项中将0.2mol·

L－1的醋酸与等体积水混合后，溶液的浓度变为0.1mol·

L－1，但由于醋酸是弱酸，所以pH大于1；

D选项中盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，所以呈中性。

[基础过关]

一、溶液酸碱性的判断

1．下列说法正确的是（　　）

A．强酸的水溶液中不存在OH－

B．pH＝0的溶液是酸性最强的溶液

C．在温度不变时，水溶液中c（H＋）和c（OH－）不能同时增大

D．某温度下，纯水中c（H＋）＝2×

L－1，其呈酸性

解析　在酸性或碱性水溶液中均存在H＋和OH－，所以A错误；

pH＝0的溶液中c（H＋）＝1.0mol·

L－1，并不是酸性最强的溶液，只是c（H＋）>

1.0mol·

L－1的溶液用pH表示酸性强弱不再方便，所以B错误；

在温度一定时，c（H＋）·

c（OH－）＝Kw是一个定值，故二者不能同时增大，所以C正确；

纯水中，c（H＋）＝c（OH－），呈中性，所以D错误。

2．在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的H＋浓度为1.0×

L－1，下列有关该溶液的叙述，正确的是（　　）

A．该溶液可能呈酸性

B．该溶液一定呈碱性

C．该溶液的pH一定是1

D．该溶液的pH不可能为13

解析　由水电离产生的c（H＋）＝1.0×

L－1，则由水电离产生的c（OH－）＝1.0×

L－1。

所以该溶液可能显酸性，也可能显碱性，显酸性时，pH＝1；

显碱性时，pH＝13，故A正确。

3．25℃时的下列溶液中，碱性最强的是（　　）

A．pH＝11的溶液

B．c（OH－）＝0.12mol·

C．1L中含有4gNaOH的