2024-2024年高中化学（大纲版）第二册 第三章 电离平衡 第二节水的
电离和溶液的pH(备课资料)
一、强酸和弱酸（或强碱和弱碱）的比较
（一）利用稀释过程中c(H+)或pH变化的不同进行比较：
［例1］将pH相同的盐酸和醋酸溶液分别稀释到原体积的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH相同，m和n的关系是（ ）
A. m=n B. m＞n C. m＜n D.无法确定
+
解析：盐酸和醋酸在稀释过程中c(H)和pH的变化如下图：
从图中可看出，稀释后溶液的pH仍然相同时，从稀释的倍数上看，盐酸比醋酸小，即m＜n，应选C。
答案：C
［例2］将物质的量浓度相同的盐酸和醋酸溶液稀释到原体积的m倍和n倍，稀释后pH相同，m和n的关系是（ ）
A.m=n B.m＞n C.m＜n D.无法确定
解析：物质的量浓度相同时，溶液中盐酸的H+浓度大于CH3COOH的H+浓度。盐酸和醋酸稀释过程中c(H+)和pH变化如下图：
从上图可以看出，稀释后溶液的pH相同时，盐酸稀释的倍数比醋酸大，即m＞n，应 选B。
答案：B
［例3］有两瓶pH=2的酸，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水，而没有其他试剂。简述如何用最简便的实验方法判别哪瓶是强酸？
解析：pH相同的酸溶液直接用指示剂是无法区别的。应将注意力集中于“蒸馏水”上，利用稀释前后pH的变化程度不同来进行判别，即各取等体积酸溶液，用蒸馏水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸分别测其pH，pH变化大的是强酸。
（二）利用跟金属反应的程度和速度不同进行比较。
［例4］向体积均为1升、pH均为2的盐酸和醋酸溶液中分别投入0.66克锌粉，下列哪组曲线变化较符合事实（ ）
解析：应同时考虑锌分别与盐酸和醋酸反应的速率和程度。第一步，1升pH=2的盐酸提供H+的物质的量比1升pH=2的醋酸溶液提供的H+少。0.66克锌（约0.01 mol）对1升pH=2的盐酸来说，锌过量，对1升pH=2的醋酸来说，醋酸过量。因此，锌与醋酸反应产生H2的体积比较大，锌与醋酸反应后溶液中c(H+)比较大。
第二步，在整个反应过程中，随着反应的进行，两反应的速率均减小，但由于醋酸溶液
－
中存在电离平衡CH3COOH CH3COO+H+，使H+浓度减小较缓慢，所以在同一时刻锌和醋酸反应的反应速率较快。
第三步，何者先停止反应？很难判断。估计锌与醋酸的反应可能先停止，尽管与醋酸反应时消耗的锌比较多，但整个反应过程中锌与醋酸反应得快。
基于上述综合性评价，比较符合事实的是选项C 答案：C
［例5］一定量的镁粉与稀硫酸反应，其速率特别快，难以控制。为了能较缓慢地收集氢气，又使产生氢气的量不减少，应向稀硫酸中加入 ，理由是__________________。
解析：①要使反应速率变慢，必须使溶液中c(H+)减小；②要使产生氢气的量不减小，酸最终提供H+的物质的量不能减少。综合①②知加入的物质应能使溶液中H+暂时储存起来，反应时又能逐步释放出来。
答案：（1）直接加水稀释 使溶液中c(H+)减小，但H+总数不变。
（2）加弱酸强碱盐（如CH3COONa） 使其转化为弱酸，将溶液中的H+储存起来，并随时能释放出来（但不能加碳酸盐或碳酸氢盐等）。
（三）利用酸碱中和反应后溶液酸碱性的不同进行比较。 ［例6］（1）一种pH=2的酸溶液和一种pH=12的碱溶液等体积混合后所得的溶液呈酸性，其可能的原因是（ ）
－－
（2）0.01 mol·L1的某一元酸溶液和0.01 mol·L1的某一元碱溶液等体积混合后所得溶液呈碱性，其可能原因是（ ）
A.强酸和强碱溶液反应 B.弱酸和强碱溶液反应
C.强酸和弱碱溶液反应 D.生成了一种强酸弱碱盐
解析：要考虑题中所述的酸是强酸还是弱酸，碱也如此。
①若pH=2的强酸溶液和pH=12的强碱溶液等体积混合，则所得溶液呈中性。
－
②若浓度各为0.01 mol·L1的某一元强酸和某一元强碱溶液等体积混合，则所得溶液呈中性。
③若pH=2的强酸溶液和pH=12的弱碱溶液等体积混合，则因弱碱过量，所得溶液呈碱性。
－
④若浓度各为0.01 mol·L1的某一元强酸和某一元弱碱溶液等体积混合，则因生成了强酸弱碱盐，其溶液呈酸性。
⑤若pH=2的弱酸溶液和pH=12的强碱溶液等体积混合，则因弱酸过量，所得溶液呈酸性，生成的盐是强碱弱酸盐。
－
⑥若浓度各为0.01 mol·L1的某一元弱酸和某一元强碱溶液等体积混合，则因生成了弱酸强碱盐，其溶液呈碱性。
答案：（1）B （2）B 二、生物体内的缓冲溶液
生物体内的化学反应，需要在具有和保持一定的pH不易变化的溶液中才能正常进行。所以维持正常pH范围很重要。活细胞对于体液酸碱度极其微小的变化很敏感。因为生物催化剂（酶）只有在一定的、狭窄的pH范围内所起的催化作用最大。例如，最适合于胃蛋白酶的范围pH=1~4，最适合胰蛋白酶的范围pH=8~9。一旦pH范围改变，使酶的作用减慢或停止，就会影响正常生理功能。人体和一些动植物体液正常pH范围见表1和表2。
表1
血液 脊椎液 唾液 胃液 表2 狗血 牛奶 虾 牡蛎 鸡蛋（白） 桃汁
6.9~7.2 6.3~6.6 6.8~7.0 6.1~6.6 7.6~8.0 3.4~3.6 苹果汁 葡萄汁 甜菜汁 胡萝卜汁 蕃茄汁 马铃薯 2.9~3.3 3.5~4.5 4.9~5.3 4.9~5.3 4.0~4.4 5.6~6.0 7.35~7.45 7.3~7.5 6.5~7.5 1. 0~3.0 胆汁 胰液 乳液 尿液 7.8~8.6 8.0 6.6~7.6 5.5~7.0 生物体液都具有缓冲作用。生物体液pH变化，直接影响生物体的正常生理功能，严重时危及生命。实验证明，当向体液中加入少量酸或碱时，pH基本不变，这说明生物体液具有缓冲作用。在生物体内存在很多缓冲溶液，如人体血液最重要的缓冲对为
H2CO3~NaHCO3。当强酸进入血液时，缓冲对的NaHCO3发挥抗酸作用，H++HCO H2CO3，使血液中H2CO3浓度增大，但H2CO3可随血液经肺脏分解成H2O和CO2，并通过
－
呼吸将CO2排出体外。当人体血液进入碱性物质时，H2CO3发挥抗碱作用，OH+H2CO3====HCO+H2O，生成过量HCO，通过肾进行调节，因此血液pH保持相对稳定。
人体内血液pH范围为7.35~7.45，若在外界因素下，突然低于7或高于7.8，即只要变化0.4单位的比例，就会有生命危险。但人体可凭缓冲系统相互作用，相互影响来维持血液pH相对稳定。生物就是利用缓冲作用和自身排泄作用保证正常的生理活动。
（摘自《中学化学》xx年第6期，作者：王宽、李森）
三、pH试纸使用过程中涉及的问题
pH试纸是由多种有机弱酸和有机弱碱浸泡而成的，本身为姜黄色。遇到酸碱度不同的溶液，可显示十四种颜色。可定性测定气态物质的酸碱性，也可定量测定溶液的酸碱度。现对其使用过程中涉及的一些问题加以总结。
（一）定性测定气态物质的酸碱性
－
气态物质显酸性（或碱性）是说其溶于水后产生H+（或OH），这就要求使用pH试纸定性测定其酸碱性之前必须将其润湿。如试纸呈红色则所测气体显酸性，且红色愈深，酸性愈强；如试纸显蓝色，则所测气体显碱性，且蓝色愈深，碱性愈强。
（二）定量测定溶液的酸碱度
用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液，滴在pH试纸上。试纸显出的颜色跟标准比色卡相比较就可以读出该溶液的pH。应特别指出的是，pH试纸绝不能预先润湿，否则，相当于把待测液稀释，这样测出的pH就有可能产生误差。
1.如待测液是中性溶液，不管其浓度是否相同，pH均为7，则不管pH试纸是否预先润湿，均不会产生误差。
2.如待测液是酸性溶液，pH试纸预先润湿，相当于将原溶液稀释，c(H+)降低，测得pH
－
偏高；如待测液是碱性溶液，pH试纸预先润湿，即将原溶液稀释，c(OH)降低，测得pH偏低。
3.对酸溶液或碱溶液而言，pH试纸预先润湿所造成的误差还须从酸或碱的强、弱角度去进一步考虑。现以用预先润湿的pH试纸测c(H+)相同的H2SO4和CH3COOH溶液的pH为例加以分析。假定所用pH试纸等大，润湿程度一致，测定时向试纸上加酸体积相等，则相当于把两种待测溶液稀释相同倍数，此时H2SO4pH升高的幅度大于CH3COOHpH升高幅度，最终H2SO4的pH大于CH3COOH的pH。即用预先润湿的pH试纸测c(H+)相同的强酸和弱酸的pH，强酸的误差更大。
这是因为强酸和强碱是强电解质，在水中完全电离，稀释到原体积的n倍，c(H+)或－
c(OH)就降为原来的1/n；弱酸和弱碱是弱电解质，在水中部分电离，稀释促进其电离。稀
－
释到原体积的n倍，c(H+)或c(OH)就降到比原来1/n大的某值，故出现上述情况。
（摘自《中学化学》xx年第11期，作者：赵福江）
四、pH的实际应用
pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上．例如，
2+2+
氯碱工业生产中所用食盐水的pH要控制在l 2左右．以除去其中的Ca和Mg等杂质。在无
3+3+
机盐的生产中，为了分离所含的杂质Fe．常把无机盐溶液的pH调到5左右，此时Fe形成 Fe(OH)。沉淀而分离析出，其他阳离子却留在溶液中。在农业上，土壤的pH关系到农作物的生长．有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的pH范围内，有的却对土壤的pH
反应非常敏感，如，茶树适宜在pH约为4.0～5.5的土壤中生长。在医疗上．测定血液等的pH可以帮助诊断疾病。例如，人体内血液的pH一般在7.35～7.45范围内，如果超过这个范围，一便属于病理现象。在科学实验中pH是影响某些反应过程的重要因素．因此测定时控制溶液pH，就如控制温度和浓度等同样重要。 综合能力训练
-12
1．已知在100℃的温度下．水的离子积KW=1×10本题涉及的溶液，其温度均为100℃下列说法中正确的是 ( )
－1
A．0.005 mol ·L的H2SO4溶液，pH=2
－1
B．0.001 mol·L的NaOH溶液．PH=11
－1－1
C．0.005 mol·L的H2SO4溶液与0.0l mol·L的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性
D．完全中和Ph=3的H2SO4溶液50 mL，需要pH=1l的NaOH溶液50 mL 答案：A
2．一定温度下，有a盐酸、b硫酸、c醋酸三种酸：
+
①当其物质的量浓度相同时。c(H)由大到小的顺序是 。
②同体积、同物质的量浓度的三种酸溶液，中和NaOH的能力由大到小的顺序是 。
+
- ③当其c(H))相同时，物质的量浓度由大到小的顺序为 。
+
④当c(H)相同、体积相同时，分别加入足量锌，相同状况下产生的气体体积由大到小的顺序为 。
+
⑤当c(H)相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌。若产生相同体积的氢气(相同状况)，则开始时反应速率的大小关系是 ，反应所需时间的长短关系是 。
++
⑥将c(H)相同的三种酸溶液均加水稀释至体积为原来的10倍后。c(H)由大到小的 顺序为.
答案：①b>a>c ②b>a：c ③c>a>b ④c>a—b ⑤都相同 a—b>c ⑥c>a=b
2024-2024年高中化学（大纲版）第二册 第三章 电离平衡 第二节水的
电离和溶液的pH(第一课时)
从容说课
水的电离及电离平衡移动知识的教学，对学生了解溶液的酸碱性以及pH具有重要的意义，也为下一节盐类的水解以及高三电解食盐水等知识的教学奠定了很重要的基础。
教材首先从实验事实入手，说明水是一种极弱的电解质，只能微弱地电离，并存在着电离平衡。由此引出水的离子积，并使学生了解水的离子积是个很重要的常数。在25℃时．水的
+-14
离子积KW=c(H)·c(OH-)=1×10，这是本节教学的关键之一。
本节教学的另一个关键是使学生了解“二、溶液的酸碱性和pH”中第一自然段的含
+-义．即了解在室温时，不仅是纯水，就是在酸性或碱性稀溶液中．其中H浓度与OH浓
-14-度的乘积总是一个常数——1×10使学生了解在酸性溶液中，不是没有OH，而是其中
+-+一+
的c(H)> c(OH)；在碱性溶液中，不是没有H，而是其中的c(OH)>c(H)；在中性溶
2024-2024年高中化学(大纲版)第二册 第三章 电离平衡 第二节水的电离和溶液的pH(备课资料)
