第二单元 溶液的酸碱性
3-2 课时1 溶液的酸碱性
知能定位
1.了解溶液的酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的关系。
2.知道pH的定义，了解溶液的酸碱性与pH的关系。
3.能够用pH试纸测定溶液的pH。
4.能够进行有关pH的简单计算。
情景切入
溶液的酸、碱性可通过pH来表现，pH值是怎样规定的呢？与溶液的酸碱性关系是怎样的呢？
自主研习
一、溶液酸碱性与溶液中c(H+)和c(OH-)的关系
溶液的酸碱性的判断标准是溶液中
c(H+)与c(OH-)的相对大小，其具体关系为：
溶液酸碱性
c(OH-)与c(H+)关系
酸碱的强弱
溶液呈中性
C(H+)=c(OH )
溶液呈酸性
c(H+)>c(OH-)
c(H+)越大，酸性越强
溶液呈碱性
c(H+)7,溶液呈碱性。
c(H+)>1×10-7mol/L,pH<7,溶液呈酸性。
2.pH的测量方法
（1）酸碱指示剂
①紫色石蕊试液，遇酸变红，遇碱变蓝。
②无色酚酞遇碱变红。
（2）pH试纸
①广泛pH试纸：其pH测量范围是1~14。
②精密pH试纸：测量精度高，但测量范围较窄。
③pH试纸的使用方法：
把一小块pH试纸放在玻璃片（或表面皿）上，用蘸有待测液的玻璃棒点在试纸的中央，试纸变色后，立即与标准比色卡对比得出溶液的pH。
（3）pH计
pH计精度高，可直接从仪器中读数。
课堂师生互动
知识点2 溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)以及pH的关系
2.溶液在25℃时，c(H+)、pH与酸碱性的关系可用下图表示：
溶液中c(H+)越小，c(OH-)越大，溶液的酸性越弱，碱性越强，pH越大，反之亦然。
特别提醒
溶液的酸碱性判断的最根本的标准是比较溶液中c(H+)和c(OH-)的相对大小，而pH＝7或c(H+)=1×10-7 mol·L-1仅仅是在室温下的特例，因此在使用c(H+)=1×10-7 mol·L-1或pH=7作为判断标准时，要特别注意温度条件。
考例1 下列说法正确的是( )
A.pH=7的溶液一定显中性
B.pH=6的溶液一定显酸性
C.c(H+)10-7 mol·L-1的溶液才显酸性，pH>7或c(OH-)>10-7 mol·L-1的溶液才显碱性。因此A、B、D选项中的叙述均不正确。判断溶液酸碱性的根本标准是溶液中c(H+)与c(OH-)的相对大小，如C项中c(H+)14→c(H+)7
<14→c(H+)>c(OH-)pH<7
特别提醒
（1）溶液呈酸性，求pH的方法：先求溶液中c(H+)再求pH。
（2）溶液呈碱性，求pH的方法：
先求溶液中c(OH-)，再利用KW求c(H+)，最后求pH。
（3）溶液稀释的规律。
强酸（强碱）、弱酸（弱碱）加水稀释后的pH计算：
①强酸pH=a，加水稀释10n倍，则pH=a+n。
②弱酸pH=a，加水稀释10n倍，则an(H+)，所以等体积混合后： c（OH-）混=
=0.01 mol·L-1，所以pH=12。
课后强化作业
基础夯实
1.下列液体pH>7的是( )
A.人体血液 B.蔗糖溶液
C.橙汁 D.胃液
答案：A
解析：人体血液的pH大于7。
2.有下列溶液：①0.5 mol·L-1的NaOH溶液和1.0 mol·L-1的盐酸等体积混合后的溶液；②pH=0的溶液；③ c(OH-)=10-11 mol·L-1的溶液；④0.1 mol·L-1的CH3COOH溶液，它们的酸性由强到弱的顺序是( )
A.②>①>④>③ B.④>③>①>②
C.②>①>③>④ D.①>②>④>③
答案：A
解析：①中NaOH溶液和HCl中和后，HCl过量， c1（H+）=
=0.25 mol·L-1；②中c2（H+）=10-pH=1 mol·L-1；③中c3（H+）==
=1×10-3 mol·L-1；④中c4(H+)=c·α=0.1 mol·L-1×1.32%=1.32×10-3 mol·L-1。c（H+）越大，酸性越强。
3.已达到电离平衡的0.1 mol·L-1的醋酸溶液中，为了促进醋酸的电离，同时使溶液的pH降低，应采取的措施是( )
A.加一定量的水
B.加热溶液
C.加入少量盐酸
D.加入冰醋酸
答案：B
解析：加入冰醋酸（纯醋酸），使醋酸溶液浓度增大，溶液浓度越大，醋酸电离程度越小。
4.有甲、乙两种溶液，甲溶液的pH是乙溶液pH的2倍，则甲溶液中c（H+）与乙溶液中c（H+）的关系是( )
A.2:1 B.100:1
C.1:100 D.无法确定
答案：D
解析：举例说明，若甲的pH=4，乙中的pH=2，则二者c（H+）之比为1:100，若甲的pH=14，乙中pH=7，则二者c（H+）之比为1:10:7。
5.pH=8的NaOH溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH最接近于( )
A.8.3 B.8.7
C.9 D.9.7
答案：D
解析：此为两种强碱等体积混合，且ΔpH=2，稀的NaOH对溶液中OH-浓度贡献不大，相当于加水。
c(OH-)（混）＝
c(H+)==10-10×2
pH=10-lg2=9.7。
6.pH相同的氢氧化钠溶液和氨水分别加水稀释n倍和m倍，使pH仍保持相同，则n
和m的关系是( )
A.n>m BnV1=V2 B.V3>V2>V1
C.V1>V2>V3 D.V3c（NaOH），中和相同体积的NaOH溶液和NH3·H2O溶液，消耗相同浓度的盐酸的体积是前者小于后者，即V3>V2。故应选A。
8.能表示人体喝水时，胃液pH变化的图象是( )
答案：A
解析：胃酸呈酸性，喝水稀释，但不会为碱性。
9.在25℃时，某稀溶液中由水电离产生的H+浓度为1×10-13 mol·L-1，下列有关该溶液的叙述，正确的是( )
A.该溶液一定呈酸性
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可能为13
答案：D
解析：因为由水电离产生的c(H+)＝1×10-13 mol·L-1,H2OH++OH-,所以，由水产生c(OH-)=1×10-13 mol·L-1。因此，该溶液可能呈酸性，此时c(H+)==1×10-1mol·L-1,pH=1；也可能呈碱性，此时c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13。
10.下列关系一定正确的是( )
A.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时，其pH<7，溶液呈现酸性
B.当溶液中c(H+)>1×10-7 mol·L-1时，其pH>7，溶液呈现碱性
C.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7 mol·L-1时，其pH<7，溶液呈现中性
D.当溶液中c(H+)=c(OH-)>1×10-7mol·L-1时，其pH<7,溶液呈现酸性
答案：C
解析：据pH与7的关系判断溶液的酸碱性，必须是在25℃时，A、B错误;若c(H+)和c(OH )相等，无论其数值等于多少，溶液必定显中性，C正确，D错误。
11.（2009·山东高考）某温度下，相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，平衡pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是( )
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
答案：B
能力提升
1.下列溶液中与1.0×10-5 mol/L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=10的氨水稀释10倍
D.把pH=8的NaOH溶液稀释10倍
答案：B
解析：1.0×10-5 mol/L的NaOH溶液的pH=9,A项中酸不论怎样稀释其pH都无限接近7，但不会超过7，A错误；B项pH＝10的Ba(OH) 2溶液稀释10倍，pH减小一个单位为9，B正确；C项pH＝10的氨水稀释10倍，其pH为:97，故A错误，B正确；pH＝4的醋酸溶液中电离出的c(H+)=1×10-4 mol/L,pH=10的NaOH溶液电离出的c(OH-)=1×10-4 mol/L，因此仅CH3COOH电离出的H+恰好与NaOH中和，还有大量的CH3COOH分子过量，故pH<7，同理，D项中氨水过量较多，溶液显碱性，pH>7，故C错误，D正确。
3.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
答案：D
解析：本题主要考查有关pH的简单计算。
由题意知：n(NaOH)=x·10-(a+3) mol，n（HCl）=y·10b-17 mol，所以n（NaOH）:n(HCl)=
=×1014-(a+b)，若x=y，且a+b=14，则n（NaOH）=n（HCl）二者恰好完全反应，pH=7；若10x=y且a+b=13，则碱不足，pH<7；若ax=by且a+b=13则
n（NaOH）:n(HCl)=·10≠1，故pH≠7；若x=10y且a+b=14，则n(NaOH): n(HCl)=10>1，NaOH过量，pH>7。
4.若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的氢氧化钠溶液完全反应，则二者物质的量浓度之比应为( )
A.10:1 B.5:1
C.1:1 D.1:10
答案：B
解析：本题考查的是关于pH的计算，着重考查强酸与强碱混合呈中性时，二者体积与pH的关系规律。依题意：混合前酸溶液中的n（H+）与碱溶液中的n（OH-）应相等，则有
V×c酸(H+)=10V×c碱（OH-）=10V×1 ×10-3，解得c酸（H+）=1×10-2 mol·L-1。由于硫酸为二元强酸，依据c酸（H+）与溶液浓度的关系，可知c（H2SO4）=5×10-3 mol·L-1；而pH=11的一元强碱氢氧化钠溶液中c（OH-）=1×10-3 mol·L-1即为其溶液浓度。据此求得H2SO4与NaOH溶液的物质的量浓度之比应为5:1，故选B。解答本题时也可以直接利用强酸与强碱混合呈中性时，二者体积与pH的关系规律：pH酸+pH碱=14-lg（V碱/V酸），求出pH酸=2，进而求得结果。后一种方法更好，但前提是要求准确理解相关的规律。
5.将体积为10 mL，pH均为3的醋酸和盐酸，分别加水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积为( )
A.a=b=1 000 mL
B.a=b>1 000 mL
C.ab
答案：D
解析：弱电解质在稀释过程中存在着电离平衡的移动，而强电解质则不存在。对于盐酸来说，pH由3变为5，溶液稀释为原来的100倍，即b=1 000 mL，但对于醋酸来说，稀释时电离程度增大，H+的物质的量增大。稀释到1 000 mL时，c（H+）>10-5 mol·L-1，pH<5，若要使pH=5，还应继续加水稀释，所以a>1 000 mL，即a>b。
6.25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va7 （4）≈7（略大于7）；强碱稀释10n倍，溶液的pH减小n个单位，但一定大于7
8.（1）某温度下纯水的c(H+)=2.0×10-7 mol·L-1，在此温度下，某溶液中由水电离出的c（H+）=4.0×10-13 mol·L-1，则该溶液的pH可能是 。
（2）某温度下纯水的c（H+）=1.0×10-6 mol·L-1，在此温度下，将pH=8的Ba(OH)2与pH=5的稀盐酸混合，欲使pH=7，则Ba(OH) 2与稀盐酸的体积比为 。
答案：（1）1或12.4 （2）29
解析：（1）在该温度下，KW=c(H+)·c(OH-)=4.0×10-14mol2·L-2，某溶液由水电离出c（H+）=4.0×10-13 mol·L-1<2.0×10-7 mol·L-1，故该溶液可能是酸溶液也可能是碱溶液。
若为酸溶液，溶液中的c（H+）=mol·L-1=0.1 mol·L-1，pH=1。
若为碱溶液，溶液中的c（H+）=4.0×10-13 mol·L-1，pH=12.4
（2）在该温度下，KW=c(H+)·c(OH-)=(1.0×10-6mol·L-1) 2=1.0×10-12 mol2·L-2，在pH=8的Ba(OH) 2溶液中
c（OH-）=mol·L-1=1.0×10-4 mol·L-1，在pH=5的稀盐酸中，c（H+）=1.0×10-5 mol·L-1，混合后pH=7意味着溶液呈碱性，c（OH-）=mol·L-1=10-5 mol·L-1。设Ba(OH) 2溶液的体积为V1，稀盐酸体积为V2，则
=10-5 mol·L-1，解得V1:V2=2:9。
9.有一种pH=12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH值降为11。
（1）如果加入蒸馏水，应加入 mL。
（2）如果加入pH=10的NaOH溶液，应加入 mL。
（3）如果加入0.01 mol·L-1盐酸，应加入 mL。
答案：（1）900 （2）100 （3）81.82
10.常温下有体积为V1 mL、pH为m的稀硫酸和体积为V2 mL、pH为n的NaOH溶液混合后：
（1）如果V1=V2时，m+n=13，则溶液呈 性；m+n=15，溶液的Ph 7(填“大于”、“等于”或“小于”)。
（2）如果混合后，pH=7时，m+n=14，则= ；m+n=13，则= ；m+n>14时，则= （填表达式），且V1 V2（填“大于”、“等于”或“小于”）。
答案：(1)酸；大于 (2)1；0.1；10m+n-14；大于
解析：如果V1=V2，即强酸与强碱是等体积混合的，稀硫酸pH=m，c（H+）=1×10-m mol·L-1，NaOH溶液的pH=n,c(OH-)===1×10n-14 mol·L-1。当混合后溶液呈中性时，则有：V1·10-m=V2·10n-14，即10-m=10n-14，m+n=14；当混合后溶液呈酸性时，则有：V1·10-m>V2·10n-14，即10-m>10n-14，m+n<14；当混合后溶液呈碱性时，则有：V1·10-m14。如果混合后pH=7时，则有V1·c(H+)=V2·c(OH-)，即===10m+n-14。
当m+n=14， =100=1；当m+n=13，=1013-14=；当m+n>14，=10m+n-14>1，即V1>V2。
11.有一学生甲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。学生乙对学生甲的操作的评价为：操作错误，测定结果一定有误差。学生丙对学生甲操作的评价为：操作错误，但测定结果不一定有误差。
（１）你支持 （填“乙”或“丙”）同学的观点，原因是 。
（２）若用此法分别测定c(H+)相等的盐酸和醋酸溶液的pH，误差较大的是 ，原因是 。
（3）只从下列试剂中选择实验所需的物品，你 （填“能”或“不能”）区分0.1 mol·L-1的硫酸和0.01 mol·L-1的硫酸。若能，简述操作过程。
①紫色石蕊试纸
②酚酞试液
③甲基橙试液
④蒸馏水
⑤BaCl2溶液
⑥pH试纸
答案：（1）丙 当溶液呈中性时，则不产生误差；否则将产生误差
（2）盐酸 原因是在稀释过程中醋酸继续电离产生H+，使得溶液中c(H+)较盐酸溶液中c(H+)大，误差较小
（3）能 用玻璃棒分别蘸取两种溶液点在两张pH试纸上，与标准比色卡比较其pH，pH较大的为0.01 mol·L-1的硫酸。
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