【暑假提升】人教版2019化学高一（升高二）暑假预习-（选修1）第16讲 溶液的酸碱性与pH 讲学案

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第16讲 溶液的酸碱性与pH


知识导航 小杨老师 15521324728 侵权必究



课前导入
初中化学学过，pH=7的溶液，是中性溶液；pH＜7的溶液，是酸性溶液。
小明有一次把蒸馏水煮沸，然后测量沸水的pH，发现pH=6。杨sir化学，侵权必究
这让小明疑惑不解：不会吧不会吧，中性水煮沸后，变酸性了吗？


知识预习 小杨老师 15521324728 侵权必究

一、溶液的酸碱性判断
在常温下，溶液的酸碱性与溶液中c(H+) 和 c(OH-)有如下关系：
酸性溶液：c(H+)_____c(OH-)，c(H+) _____ 1 × 10-7 mol/L；杨sir化学，侵权必究
中性溶液：c(H+)_____c(OH-) _____ 1 × 10-7 mol/L；
碱性溶液：c(H+)_____c(OH-)，c(H+) _____ 1 × 10-7 mol/L。
【答案】＞ ＞ ＝ ＝ ＜ ＜
思考与交流：在初中化学中我们用pH表示溶液的酸碱度，那么pH与c(H+)又是什么关系呢?


二、溶液酸碱度的表示方法 —— pH
1．pH的定义：c(H+)的负对数，即pH =_____________。
【答案】-lg c(H+)
及时小练
（1）c(H+) = 1 × 10-7 mol/L的中性溶液，pH =______________________。
（2）c(H+) = 1 × 10-5 mol/L的酸性溶液，pH =______________________。
（3）c(H+) = 1 × 10-9 mol/L的碱性溶液，pH =______________________。

【答案】-lg 10-7 = 7 -lg 10-5 = 5 -lg 10-9 = 9

2．pH与酸碱性的关系
在常温下，中性溶液的pH_______，酸性溶液的pH_______，碱性溶液的pH_______。杨sir化学，侵权必究
【答案】＝ ＜ ＞

思考与交流：100℃下，中性溶液的pH等于多少？

【答案】6 即没有明确说明温度的情况下啊，pH＝7的溶液，不一定是中性

3．pH的测定
溶液的pH可以用pH试纸测定，也可以用pH计测量。

资料卡片——pH试纸和pH计
1．pH试纸
pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透，经晾干制成的。它对不同pH的溶液能显示不同的颜色，因此可用于迅速测定溶液的pH。常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。广泛pH试纸的pH范围是1~14(最常用)或0~10，可以识别的pH差值约为1；精密pH试纸的pH范围较窄，可以判别0.2或0.3的pH差值。此外，还有用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。杨sir化学，侵权必究
2．pH计
pH计，又叫酸度计，可用来精密测量溶液的pH，其量程为0~14。人们根据生产与生活的需要，研制了多种类型的pH计，广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域。


三、pH的计算
1. 强酸/强碱溶液pH的计算
（1）求 25℃ 时，0.01 mol/L 盐酸的 pH。



（2）求室温下，1 × 10-5 mol/L 的 KOH 溶液的 pH。杨sir化学，侵权必究


【答案】（1） 0.01 mol/L 盐酸溶液中 c(H+) = 1 × 10-2 mol/L，故pH = -lg(1 × 10-2) = 2；



（2）1 × 10-5 mol/L 的 KOH 溶液中 c(OH-) = 1 × 10-5 mol/L，则
c(H+) = KwcOH- =1 × 10-141 × 10-5 mol/L = 1 × 10-9 mol/L，故 pH = 9；


2. 混合溶液pH的计算
（1）两种强酸混合，求出c(H+)混，再根据公式求pH
例：常温下，10 mL 0.04 mol/L盐酸与 10 mL 0.16 mol/L盐酸混合，求该混合溶液的 pH 值。杨sir化学，侵权必究



（2）两种强碱混合，之后通过KW求出c(H+)，最后根据公式求出pH例：常温下，10 mL 0.2 mol/L NaOH 与 20 mL 0.025 mol/L Ba(OH)2 混合，求该混合溶液的 pH 值。



（3）酸碱混合，一者过量时：，最后根据公式求出pH杨sir化学，侵权必究
例：常温下，10 mL 0.1 mol/L 盐酸与 20 mL 0.2 mol/L KOH 混合，求该混合溶液的 pH 值。杨sir化学，侵权必究



【答案】（1）pH = 1；（2）pH = 13；（3）pH = 13。

对点训练 小杨老师 15521324728 侵权必究


命题点一：溶液酸碱性的判断杨sir化学，侵权必究
【例1】下列溶液一定显中性的是
A．溶液中c(OH-)>c(H＋) B．c(H＋)=
C．溶液中c(H＋)=10-7 mol·L-1 D．pH<7的溶液
【答案】B
【详解】
A．c(OH-)>c(H＋)的溶液显碱性，故A错误；
B．c(H＋)=则Kw=c(OH-)∙c(H＋)=c(H＋)2，c(OH-)=c(H＋)，溶液一定显中性，故B正确；
C．常温下c(H＋)=10-7 mol·L-1的溶液显中性，未指明温度不能确定溶液酸碱性，故C错误；
D．常温下，pH<7的溶液显酸性，温度较高时pH小于7可能显中性，如100℃时，纯水的pH=6，为中性，故D错误；
故选：B。

命题点二：pH试纸与pH计的使用规范
【例2】用pH试纸测定溶液的pH，下列叙述正确的是
A．测得某浓度的NaClO溶液的pH为10杨sir化学，侵权必究
B．常温下测得NH4Cl溶液pH约为4.1
C．用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是盐酸
D．在试管内放入少量溶液并煮沸，把pH试纸放在管口观察其颜色并与标准比色卡比较
【答案】C
【详解】
A．NaClO溶液具有漂白性，会将pH试纸漂白，故不能用pH试纸测定其pH，故A错误；
B．广泛的pH试纸测定的溶液的pH的数值为整数，故B错误；
C．稀释时，醋酸还会继续电离出氢离子，故稀释pH相同的盐酸和醋酸溶液时，醋酸的氢离子浓度变化小，pH变化小，故用湿润的pH试纸测pH相同的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是盐酸，故C正确；
D．在试管内放入少量溶液并煮沸，把pH试纸放在管口，无法测定溶液的pH，故D错误；
故选C。
命题点三：pH与由水电离出的氢离子杨sir化学，侵权必究
【例3】常温下，pH=11的氢氧化钡溶液中，由水电离出的为
A． B．
C． D．
【答案】B
【详解】
在碱溶液中有：c(OH-)(aq)=c(OH-)碱+c(OH-)水，c(H+)(aq)=c(H+)水，c(OH-)水= c(H+)水，故有常温下，pH=11的氢氧化钡溶液中，由水电离出的等于水电离出的c(H+)，也等于溶液中的H+浓度，故等于，故B正确。
故答案为：B。
【变3-1】室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离的c(OH-)为杨sir化学，侵权必究
①1.0×10-7 mol·L-1　②1.0×10-6 mol·L-1③1.0×10-2 mol·L-1　④1.0×10-12 mol·L-1
A．③ B．③④ C．①③ D．④
【答案】B
【详解】
室温时，Kw=1×10-14，则pH=12的某溶液中c(H+)=1×10-12mol/L，c(OH-)=1×10-2mol/L，可为碱溶液，也可能为强碱弱酸盐溶液。
若为碱溶液，则氢离子全部来自于水的电离，而水电离出的氢离子和氢氧根的浓度相等。故溶液中水电离出的c(OH-)=c(H+)=1×10-12mol/L，故④正确；
若为强碱弱酸盐溶液，氢离子和氢氧根全部来自于水的电离，但由于氢离子被结合，故溶液中的氢氧根的浓度是水电离出的全部，故水电离出的c(OH-)=1×10-2mol/L，故③正确。
故答案为B。
【变3-2】90 ℃时，水的离子积Kw=3.8×10-13，则此温度时纯水的pH是
A．等于7 B．大于7 C．小于7 D．等于8
【答案】C
【详解】
90 ℃水中c(H+)=c(OH-)，由Kw= c(H+)c(OH-)=3.8×10-13＞1.0×10-14可得：水中 c(H+)＞1.0×10-7，则水的pH小于7，故选C。

命题点四：pH的计算
【例4】常温下，求100mL0.005mol/L的H2SO4溶液与100mL0.01mol/L的HC1溶液的混合溶液的pH=_____。
【答案】2
【详解】
100mL0.005mol/L的H2SO4溶液n(H+)=0.005mol/L×0.1L×2=0.001mol，100mL0.01mol/L的HC1溶液n(H+)=0.01mol/L×0.1L=0.001mol，因此混合后c(H+)==0.01mol/L，pH=-lg0.01=2。
【变4】常温下，求pH=3的H2SO4溶液与pH=5的HCl溶液的等体积混合，溶液的pH=____。(已知lg5=0.7)
【答案】3.3
【详解】
常温下，pH=3的H2SO4溶液，c1(H+)=10-3mol/L，pH=5的HCl溶液，c2(H+)=10-5mol/L，两种酸溶液等体积混合，混合后溶液中的c(H+)混==5.05×10-4mol/L；已知lg5=0.7，pH=-lg c(H+)混=- lg5.05×10-4≈3.3。
【例5】常温下，将pH=8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，氢离子浓度最接近
A．(1×10-8-5×10-10)mol/L B．(1×10-8-5×10-10)mol/L杨sir化学，侵权必究
C．(1×10-14-5×10-5)mol/L D．2×10-10mol/L
【答案】D
【详解】
常温下，pH=8的NaOH溶液中c(OH-)=mol/L=10-6 mol/L，pH=10的NaOH溶液中c(OH-)=mol/L=10-4mol/L，等体积混合的NaOH溶液中c(OH-)=mol/L，混合溶液中c(H+)=mol/L≈2×10-10mol/L，故选D。
【点睛】
本题的易错点为A，解答本题要注意不能直接根据pH=8的NaOH和pH=10的NaOH溶液中c(H+)计算。

【例6】的NaOH与的溶液混合，所得混合液呈中性，则强酸与强碱的体积比为
A．10:1 B．1:10 C．1:9 D．11:1
【答案】A
【详解】
，的NaOH与的溶液混合，所得混合液呈中性，则有：，即：，故，故A正确。
故选：A。
【变6】某温度下，水的离子积常数Kw=10-12。该温度下，将pH=4的硫酸与pH=9的氢氧化钠溶液混合并保持恒温，当混合溶液的pH=7时，硫酸与氢氧化钠溶液的体积比约为杨sir化学，侵权必究
A．9：1 B．1：10 C．10：1 D．99：21
【答案】A
【详解】
该温度下，水的离子积常数Kw=10-12，纯水的pH=-lg=6，pH=4的硫酸溶液中c(H+)=10-4mol/L，pH=9的氢氧化钠溶液中c(OH-)==mol/L=10-3mol/L，两溶液混合并保持恒温，混合溶液的pH=7＞6，溶液呈碱性，则混合溶液中c(OH-)==mol/L=10-5mol/L，设稀硫酸、氢氧化钠溶液的体积分别为xL、yL，则c(OH-)=mol/L=10-5mol/L，整理可得x：y=9：1，故答案为A。
【例7】计算，已知 lg2=0.3； lg5=0.7。
(1)常温下硫酸溶液的浓度为0.005mol·L-1.则pH=_______； 用水稀释到原来体积的100倍，则pH=_______； 再继续稀释100000倍，则pH=_______。杨sir化学，侵权必究
(2)常温下NaOH溶液的浓度为0.01mol·L-1，则溶液的pH=_______；由水电离出来的氢氧根离子的浓度是_______；
(3)常温下将pH=4的盐酸和pH=12的氢氧化钠等体积混合，则混合后溶液的pH=_______；
【答案】2 4 7 12 11.7
【详解】
(1)该硫酸溶液中氢离子浓度为：c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×0.005mol/L＝0.01mol/L，该硫酸溶液的pH为：pH＝−lg[c(H＋)]＝−lg(0.01)＝2；稀释100倍后，则溶液中氢离子浓度是原来的，即c(H＋) 是0.0001mol/L，所以pH＝−lg10−4＝4；再继续稀释到100000倍时，酸电离出的氢离子浓度是原来的，即氢离子浓度是10−9mol/L，水电离出的氢离子浓度是10−7mol/L，所以溶液中氢离子浓度是1.01×10−7mol/L，则pH＝−lg1.01×10−7≈7；
故答案为：2；4；7；
(2)常温下NaOH溶液的浓度为0.01mol·L-1，则c(OH−)＝0.01mol·L-1，c(H＋)＝ ，pH=12；由水电离出来的氢氧根离子的浓度等于溶液中总的氢离子浓度，即，
故答案为：12；；
(3)设溶液体积均为VL，pH＝12的NaOH中n(OH−)＝cV＝10−2mol/L×VL＝10−2Vmol，pH＝4的HCl中n(H＋)＝cV＝10−4mol/L×VL＝10−4Vmol，故混合后NaOH过量，故溶液中c(OH−)＝≈5×10−3mol/L，则c(H＋)＝2×10−12mol/L，故pH＝−lg2×10−12＝12−1g2＝11.7，
故答案为：11.7。
【例8】已知水的电离平衡曲线如图所示：杨sir化学，侵权必究

回答下列问题:
(1)图中C点水的离子积常数为__________。
(2)A、B、C、D四点KW的关系是_____。 
(3)从A点到D点，可采取的措施是____。 
a.升温 b.加入少量盐酸 c.降温 d.加入少量NaOH
(4)100℃时，pH=2的盐酸中水电离产生的H+浓度为_______。
(5)25℃时，将pH=12的NaOH溶液与pH=3的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液pH=7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为____。
(6)室温下，实验测得0.1mol·L-1醋酸溶液的pH=3，下列说法正确的是_________
a.醋酸是弱电解质 b.醋酸电离使溶液中c(H+)＞c(OH-)
c.醋酸电离出的H+抑制水的电离 d.溶液中的H+全部来自醋酸
【答案】10﹣12(mol·L﹣1)2 C＞B＞A＝D b 10﹣10mol·L﹣1 1:10 abc
【详解】
(1)图中C点水的离子积常数为KW= c(H+)c(OH−)=10-610-6(mol·L﹣1)2=10﹣12(mol·L﹣1)2，故答案为：10﹣12(mol·L﹣1)2
(2)水的离子积常数只与温度有关，温度越高，离子积常数越大，同一曲线是相同温度，根据图知，温度高低点顺序是C＞B＞A＝D，所以离子积常数大小顺序是C＞B＞A＝D，故答案为：C＞B＞A＝D；
(3)在A点时，c(H+)=c(OH−)，溶液显中性，而到D点c(H+)变大，c(OH−)变小，溶液显酸性，即由A点到D点，溶液由中性变为酸性，但Kw不变，
a. 升高温度，Kw变大，故a不选；
b. 加入少量盐酸，则溶液显酸性，Kw不变，故b选；
c. 降温，Kw变小，故c不选；
d. 加入少量NaOH，则溶液呈碱性，故d不选；
故答案为：b；
(4)100℃时，Kw=10−12，pH=2的盐酸中c(H+)=10-2mol/L，水电离产生的H+浓度等于该溶液中氢氧根的浓度为=mol/L=10﹣10mol·L﹣1，故答案为：10﹣10mol·L﹣1；
(5)25℃时，Kw=10−14，将pH=12的NaOH溶液与pH=3的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，则酸溶液中的n(H+)等于碱溶液中的n(OH−)，故有：10-2mol/L×V碱=10−3mol/L×V酸，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为1:10，故答案为：1:10；
(6)a. 0.1mol·L-1醋酸溶液的pH=3，则c(H+)=10-3mol/L，说明醋酸部分电离，醋酸是弱电解质，故a正确；
b. 醋酸溶液呈酸性，则醋酸电离使溶液中c(H+)＞c(OH-)，故b正确；
c. 醋酸溶液呈酸性，醋酸电离出的H+抑制水的电离，故c正确；
d. 溶液中的H+来着水和醋酸的电离，故d错误；
故答案为：abc。

提分作业 小杨老师 15521324728 侵权必究


【练1】下列溶液一定呈中性的是杨sir化学，侵权必究
A．c(H＋)很小的溶液 B．c2(H＋)=Kw
C．c(H＋)=1×10-7mol·L-1 D．由强酸、强碱等物质的量反应得到的溶液
【答案】B
【详解】
A．如果酸的浓度很小，则c(H+)很小，但溶液仍呈酸性，故A错误；
B．c2(H＋)=Kw，Kw=c(H+)c(OH-)，则c(H+)=c(OH-)，溶液一定显示中性，故B正确；
C．c(H+)=10-7的溶液，pH=7，常温下pH=7，溶液显中性，温度越高，水的电离程度越大，当温度高于常温，如95℃，pH=7，溶液显碱性，故C错误；
D．等物质的量的强酸和强碱溶液所得混合溶液可能呈酸性、中性或碱性，如等物质的量的硫酸和NaOH混合后溶液呈酸性，等物质的量的NaOH和HCl混合溶液呈中性，等物质的量的HCl和氢氧化钡混合溶液呈碱性，故D错误；
故选B。
【练2】常温下，测得柠檬水溶液的pH是3，其中的c(OH-)是mol/L
A．1×10-3 B．0.1 C．1×10-7 D．1×10-11
【答案】D
【详解】
常温下，Kw=10-14，测得柠檬水溶液的pH是3，则c(H+)=10-3，c(OH-)==1×10-11mol/L，答案为D。
【练3】常温下，10LpH=2的硫酸溶液，该溶液的浓度是
A．1×10-1mol/L B．1×10-2mol/L
C．2×10-2mol/L D．0.5×10-2mol/L
【答案】D
【详解】
pH=2的硫酸溶液，c(H+)=10-2mol/L，硫酸电离产生2个氢离子，则c(H2SO4)=0.5×10-2mol/L，答案为D。
【练4】常温下，某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11mol·L-1，下列说法正确的是
A．溶液一定呈碱性
B．可能是盐酸溶液杨sir化学，侵权必究
C．由水电离产生的c(OH-)=1×10-3mol·L-1
D．此溶液的pH值一定等于3
【答案】B
【分析】
常温下，水电离产生的c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L，若由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol/L，说明H2O的电离受到抑制，由H2O的电离平衡可知，H2OH++OH-，加入酸或碱均可抑制H2O的电离。
【详解】
A．根据分析，加入酸或碱均可抑制H2O的电离，溶液可以是酸性，也可以是碱性，A错误；
B．盐酸可抑制水的电离，B符合题意；
C．由水电离的H+和OH-的浓度相等，因此由水电离产生的c(OH-)= c(H+)=1×10-11 mol/L，C错误；
D．若是酸抑制水的电离，溶液的pH为3，若是碱抑制水的电离，溶液的pH为11，D错误；
故选B。
【练5】某温度下，测得0.01mol/LNaOH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+)=10-12mol/L
【答案】C
【详解】
A．某温度下，测得0.01mol/LNaOH溶液pH=10，即氢离子浓度是10-10mol/L，氢氧化钠是一元强碱，则氢氧根离子浓度是是0.01mol/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；
B．pH=4的盐酸溶液的浓度是10－4mol/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；
C．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；
D．根据选项A分析可知该溶液中c(H+)=10-10mol/L，D错误；
答案选C。
【练6】(1)①常温下，pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡等 体积混合，溶液的pH=___________。
②常温下pH=3的盐酸和pH=6的盐酸等体积混合，溶液的pH=___________。(lg2=0.3)
(2)在某温度下，H2O的离子积常数为1×10-13，则该温度下
①某溶液中的H+ 浓度为1×10-7mol/L，则该溶液呈___________性。
②0.01mol/LNaOH溶液的pH=___________。
③99mL pH=1的H2SO4溶液与101mL pH=12的KOH溶液混合后，溶液的pH=___________。杨sir化学，侵权必究
【答案】7 3.3 碱 11 10
【详解】
(1)①常温下，pH=3的盐酸中mol/L， pH=11的氢氧化钡溶液中mol/L，等体积混合，恰好反应，溶液呈中性， pH=7；
②常温下pH=3的盐酸和pH=6的盐酸等体积混合，混合后溶液中 mol/L，溶液的pH=-=3.3；
(2)①某溶液中的H+ 浓度为1×10-7mol/L，H2O的离子积常数为1×10-13，，c(H+) ②0.01mol/LNaOH溶液中mol/L，pH=11；
③pH=1的H2SO4溶液中 mol/L， pH=12的KOH溶液中mol/L，99mL pH=1的H2SO4溶液与101mL pH=12的KOH溶液混合后，氢氧化钠有剩余， mol/L，，溶液的pH=10。
【点睛】
本题考查了溶液酸碱性与溶液pH的简单计算，掌握酸碱混合后溶液pH的计算方法，注意判断混合后溶液酸碱性，若呈碱性先计算氢氧根离子浓度，再根据水的离子积常数计算氢离子浓度。
【练7】某温度(t℃)时，纯水中c(H+)=1.0×10-6mol/L
(1)则该温度下水的离子积常数Kw=_________；t℃_________25℃(填“＞”、“＜”或“=”)
(2)将此温度下pH=11的NaOH溶液与pH=1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH约为________，溶液中由水电离出的c(H+)=__________________杨sir化学，侵权必究
(3)室温下，将pH=3的H2SO4溶液和pH=12的NaOH溶液混合后混合液的pH=10时，则所用H2SO4溶液与NaOH溶液的体积比是_________。
【答案】1.0×10-12 ＞ 6 1.0×10-6mol/L 9：1
【详解】
(1)该温度下，纯水中c(H+)=c(OH-)=1.0×10-6mol/L，KW=c(H+)∙c(OH-)=1.0×10-6mol/L×1.0×10-6mol/L=1.0×10-12；25℃时，Kw=1.0×10-14，则t℃时，Kw更大，由于水的电离是吸热反应，故t℃＞25℃；
(2)此温度下，pH=11的NaOH溶液中，c(H+)=1.0×10-11mol/L，c(OH-)===0.1mol/L；pH=1的HCl溶液中，c(H+)=0.1mol/L；由于两种等体积的溶液中，H+和OH-的浓度相等，故两种溶液混合后，溶液呈中性，即混合后溶液中H+全部来自于水的电离，c(H+)=1.0×10-6mol/L，pH=6；
(3)设H2SO4溶液体积为V1 L，NaOH溶液的体积为V2 L；室温下，pH=3的H2SO4中，c(H+)=0.001mol/L，pH=12的NaOH溶液中，c(H+)=1.0×10-12mol/L，c(OH-)===0.01mol/L；两种溶液混合后，pH=10，说明NaOH的物质的量过量，且溶液中c(OH-)===0.0001mol/L，故有=0.0001mol/L，化简得V1:V2=9:1。