注:
水中加酸或碱均抑制水的电离,但由水电离出的c(H+)与c(OH—)总是相等。
任何电解质溶液中,H+与OH—总是共存,但不能大量共存。
溶液的酸、碱性主要在于c(H+)与c(OH—)的相对大小。
c(H+)与c(OH—)此增彼长,且Kw=c(H+)·c(OH—)不变。
(讲述):
酸性溶液中c(H+)越大,酸性越强,碱性溶液中c(OH—)越大,碱性越强。
我们经常用到一些c(H+)很小的溶液,如c(H+)=1×10-7mol/L的溶液,用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。
为此,化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱。
2、溶液的pH:
(1)定义:
pH=-lg{c(H+)}
(2)适应范围:
稀溶液,0~14之间。
有关溶液的pH值的几个注意问题:
①pH值是溶液酸碱性的量度。
常温下,pH=7溶液呈中性;pH值减小,溶液的酸性增强;pH值增大,溶液的碱性增强。
②pH值范围在0-14之间。
pH=0的溶液并非没有H+,而是C(H+)=1mol/L;pH=14的溶液并非没有OH-,而是C(OH-)=1mol/L。
pH改变一个单位,C(H+)就改变10倍,即pH每增大一个单位,C(H+)就减小到原来的1/10;pH每减小一个单位,C(H+)就增大到原来的10倍。
③当C(H+)>1mol/L时,pH值为负数,当C(OH-)>1mol/L时,pH>14。
对于C(H+)或C(OH-)大于1mol/L的溶液,用pH值表示不方便,所以pH值仅适用于C(H+)或C(OH)小于等于1mol/L的稀溶液。
④也可用pOH来表示溶液的酸碱性,pOH=-lgC(OH--),因为C(H+)·C(OH-)=10-14,若两边均取负对数,得pH+pOH=14。
⑤可用 pH试纸来测定溶液的pH值。
方法:
用洁净的干玻璃棒直接蘸取少许待测液,滴在pH试纸上(注意不能将pH试纸先用水沾湿或用湿的玻璃棒,因为这样做,实际上已将溶液稀释,导致所测定的pH不准确)将pH试纸显示的颜色随即(半分钟内)与标准比色卡对照,确定溶液的pH值(因为时间长了,试纸所显示的颜色会改变,致使测得的pH不准。
)
(小结):
(布置作业):
《名师一号》第二节水的电离和溶液的pH
(1)
第二节水的电离和溶液的pH
(2)第二课时
教学目的:
1、了解指示剂的变色范围,学会用pH试纸测定溶液的pH值
2、初步学会计算酸碱的pH值以及氢离子浓度和pH值的互算
3、掌握pH相同的强酸与弱酸的几个规律
教学重点:
有关pH的简单计算
教学难点:
熟练掌握有关pH的计算
教学过程:
复习提问:
①什么叫水的离子积?
影响水的离子积因素?
溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH—)及pH的关系?
溶液pH的计算?
求0.1mol/L盐酸溶液中的[OH-]?
(25℃)求0.1mol/LnaOH溶液中[H+]?
②关于pH相同的酸(含强酸和弱酸)
(1)溶液中c(H+)相等(填“相等”或“不等”)。
(2)溶液中溶质的物质的量的浓度:
强酸<弱酸(填“>”或“<”)。
(3)耗碱规律:
pH和溶液体积均相同的HCl、H2SO4、CH3COOH与碱完全反应时,消耗碱物质的量最多的是CH3COOH。
(4)稀释规律:
分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的1/m,强酸中c(H+)变为原来的1/m,但弱酸中c(H+)减小小于(填“大于”或“小于”)m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。
③pH的有关计算:
(1)求酸或碱溶液的pHa·先判断溶液的酸碱性
(2)求强酸或强碱稀释后的pHb·若为酸性,先求出c(H+)后
(3)求混合溶液的pH由pH=-lg{c(H+)}求pH
两种强酸(碱)混合若为碱性,先求c(OH—)后
强酸与强碱混合由Kw=c(H+)·c(OH—)
(4)pH+pOH=14求c(H+),再求pH
(板书):
三、有关溶液pH的计算
(一)强酸、强碱自相或互相混合(体积变化忽略不计)
(1)酸I+酸II[H+]=
(2)碱I+碱II[OH-]=
(3)酸I+碱II
完全中和:
[H+]=[OH-]=1
mol/L
酸过量:
[H+]=
碱过量:
[OH-]=
(二)溶液酸碱性pH计算经验规律
(1)两强酸等体积混合混合后的pH=小的+0.3
(2)两强碱等体积混合混合后的pH=大的—0.3
(3)当按所给反应物质的量之比计算时,酸碱不论强弱,谁大谁过剩,溶液呈谁性。
(4)酸碱等体积混合①pH=2某酸与pH=12某碱混合pH难定②pH=4某酸与pH=10NaOH混合pH≤7③pH=4H2SO4与pH=10某碱混合pH≥7④0.01mol/LpH=2一元酸与0.1mol/LpH=12一元碱混合pH=7
(5)pH减小一个单位,[H+]扩大为原来的10倍。
PH增大2个单位,[H+]减为原来的1/100
(6)稀释规律:
分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量的浓度均变为原来的1/m,强酸中c(H+)变为原来的1/m,但弱酸中c(H+)减小小于m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。
例1、求下列溶液的pH:
(1)某H2SO4溶液的浓度是0·005mol/L
求此溶液的pH
用水稀释到原来体积的100倍
再继续稀释至104倍
(2)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合
(3)pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合
(4)pH=12的NaOH和pH=4的HCl等体积混合
解析:
(1)
c(H+)=0·005mol/L×2=0·01mol/L,
pH=-lg10-2=2
c(H+)=0·01mol/L÷100=10-4mol/L,
pH=-lg10-4=4
pH=7(强调酸稀释后不会变成碱!
)
(2)c(H+)=
=5×10-4,
pH=-lg(5×10-4)=4-lg5=3·3
(强调10-3是10-5的100倍,所以10-5可以忽略不计)
(3)因为溶液呈碱性c(OH—)=
=5×10-3
c(H+)=
=2×10-12
pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
(4)NaOH中c(OH—)=10-2mol/LHCl中c(H+)=10-4mol/L二者等体积反应,碱过量,反应后溶液呈碱性。
所以反应后c(OH—)=
=5×10-3
c(H+)=
=2×10-12
pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7
例2、某温度下纯水的C(H+)=2.0╳10—7mol/L,则此时C(OH)为多少?
若温度不变,滴入稀H2SO4,使C(H+)=5.0╳10—4mol/L,则由水电离产生的C(H+)为多少?
答案:
;
。
例3、常温下,将pH
的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中氢离子浓度最接近
(D)A.
B.
C.
D.
例4、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得溶液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是
A、11:
1B、9:
1C、1:
11D、1:
9
答案:
D
例5、常温时某溶液中,测得由水电离出的C(H+)为10-11mol/L,则对此溶液的下列叙述中,正确的是(CD)
A、一定是酸溶液B、一定是碱溶液
C、可能是pH=3的酸溶液D、可能是pH=11的碱溶液
例6、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后,溶液的pH为(C)
A、等于8B、等于7C、接近7又小于7D、大于7而小于8
例7、有PH相等的盐酸和醋酸(
),如何通过实验的方法证明。
解析:
经分析可知一为强酸(盐酸),强电解质,另一为弱酸(醋酸),弱电解质。
利用二者在电离过程中的区别,可用稀释相同倍数后测pH的方法进行鉴别。
答案:
取相同体积的两种酸,加水稀释10倍,用玻璃棒分别蘸取稀释后两种酸,点在PH试纸上,稍后与比色卡比较,其中PH较小的为醋酸,另一为盐酸。
练习:
1.在250C某稀溶液中,由水电离产生的c(H+)=10-13mol/L,下列有关溶液的叙述正确的是(CD)
A.该溶液一定呈酸性B.该溶液一定呈碱性
C.该溶液的pH可能约为1D.该溶液的pH可能约为13
2.250C时,10体积的某强酸溶液与1体积的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什么?
(pH酸+pH碱=15)
3.在800C时,纯水的pH小于7,为什么?
(因为水的电离过程是吸热过程,所以升高温度,平衡右移,使c(H+)=c(OH—)>10—7mol/L,所以pH小于7)
4.pH=4的盐酸用水稀释100倍、1000倍、10000倍,pH值各为多少?
5.在0.01mol/LHCl中,由水电离出来的[H+]为多少?
6.某溶液中由水电离产生的[H+]=1╳10—10mol/L,则该溶液的pH值可能是?
7.某盐酸中1╳10—xmol/L,某氨水的pH为y,已知:
x+y=14,且y>11,将上述两溶液分别取等体积,充分混合后,所的溶液中各离子浓度由大到小的顺序是?
8.pH=5的强酸与pH=11的强碱溶液混合至pH=7,求酸碱的体积比?
9室温下,在pH=12的某溶液中,由水电离出来的c(OH-)为()。
(A)1.0×10-7mol·L-1(B)1.0×10-6mol·L-1(C)1.0×10-2mol·L-1(D)1.0×10-12mol·L-1
10.25℃时,某溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则该溶液的pH可能是()。
(A)12(B)7(C)6(D)2
11.纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度,前者和后者的关系是()。
(A)前者大(B)相等(C)前者小(D)不能肯定
12.某温度下,重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15若用定义pH一样来规定pD=-lg[D+],则在该温度下,下列叙述正确的是()。
(A)纯净的重水中,pD=7(B)1L溶解有0.01molDC1的重水溶液,其pD=2
(C)1L溶解有0.01molNaOD的重水溶液,其pD=12
(D)纯净的重水中,[D+][OD-]>1.0×10-14
13.给蒸馏水中滴入少量盐酸后,下列说法中错误的是()。
(A)[H+][OH-]乘积不变(B)pH增大了(C)[OH-]降低了(D)水电离出的[H+]增加了
14.常温下,下列溶液中酸性最弱的是()。
A)pH=4(B)[H+]=1×10-3mol·L-1(C)[OH-]=1×10-11mol·L-1(D)[H+]·[OH-]=1×10-14
15.某酸溶液的pH=3,则该酸溶液的物质的量浓度为()。
(A)一定大于0.001mol·L-1(B)一定等于0.001mol·L-1
(C)一定小于0.001mol·L-1(D)以上说法均欠妥
16.常温下,某溶液中水的电离度a=10-10/55.5(%),该溶液的pH可能是()。
(A)12(B)10(C)4(D)3
17.在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定少于7的是()。
(A)pH=3的HNO3跟pH=11的KOH溶液(B)pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
(C)pH=3硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液(D)pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液
18.下列叙述中,正确的是()。
(A)中和10mL0.1mol·L-1醋酸与中和100mL0.01mol·L-1的醋酸所需同种碱溶液的量不同
(B)等体积pH=3的酸溶液pH=11的碱溶液相混合后,溶液的pH=7
(C)体积相等,pH相等的盐酸和硫酸溶液中,H+离子的物质的量相等