考点45 溶液的酸碱性及pH-备战2020年高考化学考点一遍过
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溶液的酸碱性及pH值溶液的酸碱性及pH值是化学中重要的概念,它们与我们日常生活中的许多方面息息相关。
本文将详细介绍溶液的酸碱性及pH值的定义、测量方法、影响因素以及实际应用等内容,以便更好地了解这一重要概念。
一、酸碱性的定义和基本概念在化学中,酸和碱是指具有特定化学性质的物质,它们的性质和行为具有明显的差异。
酸通常呈酸性,而碱通常呈碱性。
溶液的酸碱性主要取决于其中所含酸和碱的性质及相对浓度。
溶液的酸碱性可以通过pH值来表示。
pH值是一个无量纲指标,用于表示溶液的酸碱程度。
pH值的范围是0至14,其中7表示中性,小于7的值表示酸性,大于7的值表示碱性。
pH值的计算公式为:pH =-log[H+],其中[H+]为溶液中氢离子的浓度,单位为摩尔/升。
二、测量pH值的方法测量溶液的pH值是化学实验中十分常见的操作。
目前常用的测量pH值的方法有两种:酸碱指示剂法和pH计法。
1. 酸碱指示剂法:酸碱指示剂是一种能够根据溶液pH值变化而改变颜色的物质。
常见的酸碱指示剂有酚酞、溴酚蓝和甲基橙等。
通过观察溶液颜色的变化,可以大致推测出溶液的酸碱性。
2. pH计法:pH计是一种能够直接测量溶液pH值的电子仪器。
pH 计原理利用了电极与溶液中氢离子之间的相互作用关系。
通过将电极放入溶液中,pH计可以快速、准确地显示溶液的pH值。
三、影响溶液酸碱性的因素溶液的酸碱性受到多种因素的影响,下面将介绍最常见和重要的几个因素。
1. 酸碱物质的性质:具有酸性质的物质,在水中解离时会释放出氢离子(H+),从而使溶液呈酸性。
相反,具有碱性质的物质在水中释放氢氧根离子(OH-),从而使溶液呈碱性。
酸和碱之间的相对浓度也会影响溶液的酸碱性。
2. 温度:温度对溶液的酸碱性有一定的影响。
一般来说,在高温下溶液的酸性会增强,而在低温下溶液的碱性会增强。
3. 溶液的离子浓度:溶液中的离子浓度越高,酸碱性的表现也会相应增强。
离子浓度的改变可以通过溶解度、电解和化学反应等过程实现。
化学高考知识点ph化学高考知识点 - pHpH(potential of hydrogen)是用来表示溶液酸碱程度的指标,它是对数形式的无量纲数值。
pH值的范围从0到14,其中7表示中性溶液,小于7表示酸性溶液,大于7表示碱性溶液。
本文将讨论pH的基本概念、计算方法以及与化学高考相关的一些知识点。
1. pH的定义和表示方法pH定义为负 logarithm(以10为底)的H+(氢离子)浓度,即:pH = -log[H+]在水溶液中,水分解产生一定数量的H+和OH-(氢氧根离子),它们的乘积恒定为常数,即:[H+][OH-] = 1.0 x 10^-14 mol^2/L^2由于[H+] = [OH-],我们可以计算出:[H+] = [OH-] = 1.0 x 10^-7 mol/L因此,中性溶液的pH值为7。
2. 酸性和碱性溶液的pH值对于酸性溶液,[H+]的浓度大于1.0 x 10^-7 mol/L,因此pH值小于7。
pH的大小与[H+]的浓度呈反比关系,即[H+]越高,pH值越低,溶液越酸性。
对于碱性溶液,[H+]的浓度小于1.0 x 10^-7 mol/L,因此pH值大于7。
与酸性溶液类似,碱性溶液的pH值与[H+]的浓度呈反比关系。
需要注意的是,pH值的范围并非线性的,而是对数关系。
例如,pH值为6的溶液比pH值为7的溶液酸性要强10倍,而不是只是稍微酸一点。
3. pH值的测量pH值可以使用pH计或指示剂来测量。
pH计是最常用的测量工具,通过电极测量溶液中的电位差来计算pH值。
指示剂则根据溶液的颜色变化来估计pH值。
4. pH与化学反应的影响pH值的变化对于许多化学反应和生物过程具有重要影响。
酸碱中和反应是其中之一。
酸与碱反应会产生盐和水,使溶液的pH值趋于中性。
在酸性条件下,金属会与强酸反应生成金属盐和氢气。
例如,铁与盐酸反应会生成氯化铁和氢气。
在碱性条件下,氧化还原反应也会受到影响。
例如,氯气可以在碱性溶液中获得电子并还原为氯化物离子。
常考点高考题——溶液的pH溶液的酸碱性及pH是电离平稳的一大类题型,是电解质溶液的一个宏观表现,它反映了溶液的电离平稳、水解平稳以及电解质溶液间的反应。
该题型包括溶液间pH大小的比较,条件改变对溶液pH的阻碍,溶液pH大小的判定,依照溶液的浓度或两溶液的反应运算pH,以及依照溶液的pH运算溶液的体积或浓度。
要弄清pH的概念,把握其公式及相关规律才能正确解题。
1.相同温度下等物质的量浓度的以下溶液中,pH值最小的是( C )A. NH4ClB. NH4HCO3C. NH4HSO4D. (NH4)2SO42.用0.01mol / L NaOH溶液完全中和pH=3的以下溶液各100 mL。
需NaOH溶液体积最大的是( D )A 盐酸B 硫酸C 高氯酸D 醋酸3.室温时,假设0.1 mo1·L-1的一元弱碱的电离度为l%,那么以下讲法正确的选项是( A )A.该溶液的pH=11B.该溶液的pH=3C.加入等体积0.1 mo1·L-1 HCI后所得溶液的pH=7D.加入等体积0.1 mo1·L-1 HCI后所得溶液的pH>74.pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比11∶9混合,混合液的pH ( C )A.为7.2B.为8C.为6D.无法运算5.pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,那么强碱与强酸的体积比是( D )A. 11∶1B. 9∶1C. 1∶11D. 1∶96.某强酸溶液pH=a,强碱溶液pH=b,a+b=12,酸碱溶液混合后pH=7,那么酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系为( B )A. V(酸) =102V(碱)B. V(碱) =102V(酸)C. V(酸) =2V(碱)D. V(碱) =2V(酸)7.某一元强酸稀溶液和某一弱碱稀溶液等体积混合后,其pH等于7.0,那么以下表达正确的选项是( BC )A.酸溶液的物质的量浓度大于碱溶液B.酸溶液中H+的浓度大于碱溶液中OH-的浓度C.酸溶液的物质的量浓度小于碱溶液的物质的量浓度D.酸溶液中H+的浓度小于碱溶液中OH-的浓度E.两种溶液的物质的量浓度相等8.把80 mL NaOH 溶液加入到120 mL 盐酸中,所得溶液的pH 值为2.假如混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,它们的浓度是 ( C )A . 0.5 mol / LB . 0.1 mol / LC . 0.05 mol / LD . 1 mol / L 9.某雨水样品刚采集时测得pH 为4.82,放在烧杯中经2小时后,再次测得pH 为4.68,以下表达正确的选项是 (D )A . 雨水样品酸度逐步减小B . 雨水样品酸度没有变化C . 雨水样品连续吸取空气中的CO 2D . 雨水样品中的H 2SO 3逐步被空气中的氧气氧化成H 2SO 410.99 mL 0.5 mol / L 硫酸跟101 mL 1 mol / L 氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH 值为 ( C ) A . 0.4 B . 2 C . 12 D .13.611.等体积混合0.10 mol / L 盐酸和0.06 mol / L Ba (OH )2溶液后,溶液的pH 值等于( D )A . 2.0B . 12.3C . 1.7D . 12.012.60 mL 0.5 mol / L 氢氧化钠溶液和40 mL 0.4 mol / L 硫酸相混合后,溶液的pH 约为 ( B )A . 0.5B . 1.7C . 2D . 13.213.用0.1 mol·L -1 NaOH 溶液滴定0.1 mol·L -1盐酸,如达到滴定的终点时不慎多加了1滴NaOH 溶液(1滴溶液的体积约为0.05 mL),连续加水至50 mL ,所得溶液的pH 是( C )A. 4B. 7.2C. 10D. 11.314.c 1、c 2、α1、α2、pH 1、pH 2分不表示两种一元弱酸的物质的量浓度、电离度和溶液的pH 。
溶液的酸碱性与酸碱度考点梳理一、酸碱性——酸碱指示剂(定性)1.紫色石蕊溶液:酸里红,碱里蓝2.无色酚酞溶液:酸盐不变色,遇碱显红色二、酸碱度——pH(定量)1.溶液的酸碱度常用pH来表示,pH的范围通常为0~142.pH和溶液的酸碱性pH=7,溶液呈;pH>7,溶液呈,pH越碱性越强;pH<7,溶解呈,pH越酸性越强。
3.溶液pH的测定(1)方法:在放上一小片pH试纸,用蘸取少许溶液。
(2)注意事项:a.不能将pH试纸直接伸入待测液,以防污染待测液b.pH试纸不能预先润湿,否则会使测得的碱性溶液pH ,酸性溶液pHc.在半分钟内读数,pH取整数4.pH的应用:a.化工生产中,许多反应都必须在一定pH的溶液里才能进行b.农业生产中通过调节pH来改良土壤的酸碱性(农作物一般适宜在pH为7或接近7的土壤中生长c.监测雨水的pH,了解空气污染情况,以便采取必要措施(因溶解有,正常雨水的pH约为,酸雨的pH< )d.测定人体内或排出的液体的pH,帮助人们了解身体的健康状况溶液的酸碱性与酸碱度考点梳理三、酸碱性——酸碱指示剂(定性)3.紫色石蕊溶液:酸里红,碱里蓝4.无色酚酞溶液:酸盐不变色,遇碱显红色四、酸碱度——pH(定量)3.溶液的酸碱度常用pH来表示,pH的范围通常为0~144.pH和溶液的酸碱性pH=7,溶液呈中性;pH>7,溶液呈碱性,pH越大碱性越强;pH<7,溶解呈酸性,pH越小酸性越强。
3.溶液pH的测定(1)方法:在白瓷板或玻璃片上放上一小片pH试纸,用玻璃棒蘸取少许溶液滴到pH试纸上,把试纸显示的颜色与标准比色卡比较,读出溶液的pH 。
(2)注意事项:d.不能将pH试纸直接伸入待测液,以防污染待测液e.pH试纸不能预先润湿,否则会使测得的碱性溶液pH 偏小,酸性溶液pH 偏大f.在半分钟内读数,pH取整数4.pH的应用:a.化工生产中,许多反应都必须在一定pH的溶液里才能进行b.农业生产中通过调节pH来改良土壤的酸碱性(农作物一般适宜在pH为7或接近7的土壤中生长c.监测雨水的pH,了解空气污染情况,以便采取必要措施(因溶解有二氧化碳,正常雨水的pH约为 5.6 ,酸雨的pH< 5.6 )d.测定人体内或排出的液体的pH,帮助人们了解身体的健康状况。
考点过关(中)考点8 溶液的酸碱性与pH计算溶液的酸碱性是物质的一种重要化学性质,高中化学中关于溶液酸碱性是用溶液pH值来衡量的,溶液的酸碱性与pH计算是中学化学的重要知识点,其考查的主要内容有溶液中离子浓度间的关系;酸、碱、盐对水电离平衡的影响;酸、碱、盐或酸与碱溶液混合后pH的计算;稀释酸与碱溶液后pH的变化等。
在水溶液中,无论是酸性,中性,还是碱性溶液,H+和OH-始终同时存在....,二者相互依存,缺一不可,共同组成水的电离平衡体系,同时二者又相互矛盾,此消彼涨,一个增大时,另一个必然减小,使得二者的乘积始终不变,恒等于Kw.溶液的酸碱性决定于c(H+)和c(OH-)的相对大小,如果c(H+)>c(OH—),溶液显酸性;如果c(H+)<c(OH—),溶液显碱性;如果c(H+)=c(OH-),溶液显中性。
pH决定于c(H+)的大小,pH=7的溶液不一定呈中性,因为水的电离受温度的影响,只有在室温时,K w=1。
0×10-14,pH=7的溶液才显中性。
PH相同的酸,酸越弱,酸物质的量浓度越大,pH相同的碱,碱越弱,碱物质的量浓度越大;酸与碱的PH之和为14且等体积混合时,强酸与强碱混合后溶液PH=7,强酸与弱碱混合后溶液PH>7,强碱与弱酸混合后溶液PH<7;等物质的量浓度的一元酸、碱等体积混合后,强酸和强碱混合后溶液PH=7;强酸和弱碱混合后溶液PH〈7,弱酸和强碱混合后溶液PH>7,弱酸和弱碱混合后溶液PH由强者决定,未注明酸、碱强弱时后溶液PH无法判断;等体积强酸(PH1)和强碱(PH2)混合时,若溶液呈中性,二者PH之和为14;若溶液呈碱性,二者PH之和大于14;若溶液呈酸性,二者PH之和小于14。
【例题1】(1)25 ℃时,pH=3的盐酸中由水电离出的c(H+)是pH=5的盐酸中由水电离的c(H+)的倍。
(2)25 ℃时,某溶液由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则该溶液的pH可能为.(3)99 ℃时,向pH=6的蒸馏水中加入NaHSO4晶体,保持温度不变,测得溶液的pH=2。
考点45 溶液的酸碱性及pH一、溶液的酸碱性与pH1.溶液的酸碱性(25 ℃时)溶液的酸碱性c(H+)与c(OH-) 比较c(H+)大小pH酸性溶液c(H+)>c(OH-) c(H+)>1×10-7mol·L-1<7中性溶液c(H+)=c(OH-) c(H+)=1×10-7mol·L-1=7碱性溶液c(H+)<c(OH-) c(H+)<1×10-7mol·L-1>7 提醒:pH=7或c(H+)=10-7mol·L-1的溶液不一定呈中性,因水的电离与温度有关,常温时,pH=7或c(H+)=10-7 mol·L-1溶液呈中性,100 ℃时pH=6或c(H+)=1×10-6 mol·L-1呈中性。
2.溶液的pH(1)定义:pH=−lg c(H+)。
(2)pH 与溶液的酸碱性的关系①25 ℃,纯水的pH=7,溶液呈中性;pH<7的溶液呈酸性;pH>7的溶液呈碱性。
②pH表示溶液的酸碱性及其强弱:25 ℃时,pH(<7)越小,溶液的酸性越强;pH(>7)越大,溶液的碱性越强。
(3)pH的适用范围常温下,当溶液的酸碱性用pH表示时,一般情况下,1×10−14 mol·L−1<c(H+)<1 mol·L−1,即14>pH>0。
pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1 mol·L−1;pH=14的溶液中并非无OH−,而是c(OH−)=1 mol·L−1。
当c(H+)>1 mol·L−1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH−)直接表示溶液的酸碱性更方便。
注意:(1)未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100 ℃时,pH=6为中性溶液。
(2)溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=−lg c(OH−)。
因为常温下,c(OH−)·c(H+)=10−14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。
3.pH的测定方法(1)pH试纸法pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的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出数值。
pH试纸的种类:常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围为1~14或0~10,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或0.3)。
(2)pH计法常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。
(3)常用酸碱指示剂及其变色范围指示剂pH及变色范围甲基橙石蕊酚酞注意:(1)pH试纸不能伸入待测液中。
(2)pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。
用pH试纸测定的是一个粗略结果。
(3)用广泛pH试纸测出溶液的pH是整数,而不会是3.1、5.2等小数。
二、溶液的酸碱性及pH的计算1.溶液pH的计算(1)类型方法①单一溶液溶液类型相关计算强酸(H n A)设H n A的浓度为c mol/L,则c(H+)=nc mol/L,pH=−lg c(H+)=−lg nc强碱[B(OH)n]溶液设B(OH)n的浓度为c mol/L,则c(OH−)=nc mol/L,c(H+)=14W1.010(OH)Kc nc--⨯=mol/L,pH=−lg c(H+)=14+lg nc②混合溶液溶液类型相关计算两种强酸混合11122122()()()()pH (H H H H )H c c V c V c V V c ++++++⇒=⇒+⎫⎪⎬⎪⎭强酸:强酸:两种强碱混合11122122w OH OH ()()()()()()()OH OH H pH OH OH c K c V c V c c V V c c ----+--+=⇒=+⇒⇒⎫⎪⎬⎪⎭强碱:强碱:强酸强碱混合恰好完全反应pH=7(25℃)酸过量c (H +)=112212H OH ()()pH c V c V V V +--+⇒碱过量c (OH −)=221112w OH H H p ()H OH ()()()K c V c V c V V c -++--=⇒+⇒(2)基本思路2.酸碱混合的有关规律(1)等体积的强酸(pH 1)与强碱(pH 2)混合(25 ℃) 若混合前pH 1+ pH 2>14,则混合后溶液呈碱性,pH 混>7; 若混合前pH 1+ pH 2=14,则混合后溶液呈中性,pH 混=7; 若混合前pH 1+ pH 2<14,则混合后溶液呈酸性,pH 混<7。
(2)强酸(pH 1)与强碱(pH 2)混合呈中性时,二者的体积关系(25 ℃)若pH1+ pH2=14,则V酸=V碱;若pH1+ pH2≠14,则21pH14pHOH10H10=ccVV---+==酸碱碱酸()()12pH+pH1410-。
(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱碱过量,pH混>7。
(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱酸过量,pH混<7。
注意事项(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH小+0.3;若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH大−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。
(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;异强混合看过量。
若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH−),再算c(H+)及pH,或先算c(OH−),再算pOH、pH。
三、溶液稀释时pH的变化规律1.常温下酸、碱的稀释规律注:表中a+n<7,b−n>7。
2.酸、碱的无限稀释规律常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。
注意:(1)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH 变化幅度大。
这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中的H+(或OH‒)的数目(水电离出的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离平衡向右移动,溶液中H+(或OH‒)的数目还会增多。
将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多(2)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH的变化幅度大。
考向一溶液酸碱性的判断典例1室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是A.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合C.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合D.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合【解析】A项,pH=3的醋酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L -1,由于醋酸为弱酸,则醋酸过量,在室温下等体积混合后,pH<7,正确;B项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,酸碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7,错误;C项,pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L -1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误;D项,pH=3的硫酸中c(H +)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于NH3·H2O为弱碱,则碱过量,在室温下等体积混合后,pH>7,错误。
【答案】A1.为更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出了酸度(AG)的概念,AG=lg()()OHHcc+-,则下列叙述不正确的是A.中性溶液的AG=0B.酸性溶液的AG>0C.常温下0.1 mol·L−1氢氧化钠溶液的AG=−12D.常温下0.1 mol·L−1盐酸的AG=−12溶液酸碱性判断时的易错提醒(1)判断溶液酸碱性的依据是c(H+)与c(OH−)的相对大小,若c(H+)=c(OH−),则溶液呈中性。
(2)pH=7或c (H +)=10−7mol·L −1的溶液不一定呈中性,因水的电离平衡与温度有关。
常温时,pH=7呈中性;100 ℃时,pH=6呈中性。
(3)溶液中c (H +)越小,c (OH −)越大,溶液的酸性越弱,碱性越强;溶液中c (H +)越大,c (OH −)越小,溶液的酸性越强,碱性越弱。
(4)室温下,已知酸和碱pH 之和的溶液等体积混合 ①两强混合a .若pH 之和等于14,则混合后溶液显中性,pH =7。
b .若pH 之和大于14,则混合后溶液显碱性,pH>7。
c .若pH 之和小于14,则混合后溶液显酸性,pH<7。
②一强一弱混合——“谁弱显谁性”pH 之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
考向二 溶液pH 的计算典例1 (1)已知T ℃,K w =1×10-13,则T ℃________25 ℃(填“>”“<”或“=”)。
在T ℃时将pH =11的NaOH 溶液a L 与pH =1的硫酸b L 混合(忽略混合后溶液体积的变化),若所得混合溶液的pH =10,则a ∶b =________。
(2)25 ℃时,有pH =x 的盐酸和pH =y 的氢氧化钠溶液(x ≤6,y ≥8),取a L 该盐酸与b L 该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,求:①若x +y =14,则a /b =________(填数据); ②若x +y =13,则a /b =________(填数据);③若x +y >14,则a /b =________________(填表达式)。
④该盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(x 、y )的关系式为________________(填表达式)。
【解析】(1)水的离子积常数随温度升高而增大,故T ℃>25 ℃;T ℃下,pH =11的氢氧化钠溶液,c (OH -)为0.01 mol·L -1;pH =1的硫酸溶液c (H +)=0.1 mol·L -1,混合后所得溶液的pH =10,0.01×a -0.1×ba +b=10-3,a ∶b =101∶9;(2)pH =x 的盐酸和pH =y 的氢氧化钠溶液(x ≤6,y ≥8),取a L 该盐酸与b L 该氢氧化钠溶液反应,恰好完全中和,则有a ×10-x=b ×10-14+y;a b =10-14+x +y,①x +y =14,则a b =1;②x +y =13,则ab =0.1;③x+y >14,则ab =10-14+x +y ;④盐酸与该氢氧化钠溶液完全中和,两溶液的pH(x 、y )的关系式为x +y =14+lg a b 。