溶液PH计算教案

教案标题常见的天气系统教师姓名邢玲玲学生姓名××××学科地理适用年级高二适用范围全国课时/时间1课时/1.5小时教学目标知识目标1.了解单一溶液pH求算方法；2.掌握溶液稀释规律。3.掌握混合溶液pH值的计算能力目标1.通过复习回顾pH的定义、计算方法为后面的学习打下基础；2.通过不同类型溶液的pH值的计算来巩固提高学生的分析、解决计算问题的能力。情感态度价值观1.培养学生的归纳思维能力和知识的综合运用能力2.通过pH值的教学，培养学生的计算能力，并对学生进行科学方法的指导知识点熟练掌握锋面系统、低压系统、高压系统的特点重难点1.溶液稀释规律2.混合溶液的pH值计算教学过程：一、回顾：溶液pH的定义表达式，求算简单pH，突出抓住c（H+）计算。二、知识讲解：溶液PH计算的整体思路是：1、根据pH的定义pH=-lgc(H+)，溶液PH计算的核心是确定溶液中的c(H+)相对大小。2、根据pH定义pH=-lgc(H+)的引申，溶液的pOH=-lgc(OH-)，溶液pOH计算的核心是确定溶液中的c(OH-)相对大小，再根据pH+pOH=-lgKw得出pH3、在溶液pH的计算时，当两种溶液的浓度相差100及其以上，浓度相差悬殊，浓度较小的pH可以忽略不计。一、单一溶液pH的计算若该溶液是酸性溶液，必先确定c(H+)，再进行pH的计算；若该溶液是碱性溶液，必先确定c(OH-)，可根据c(H+)·c(OH-)=Kw换算成c(H+)，再求pH，或由引用pH定义，由c(OH-)直接求pOH，再根据pH+pOH=-lgKw，换算出pH。等物质的量浓度的下列物质，求其pH或pOH物质化学式pH强酸HnApH=-lg(nc)弱酸HmBpH=-lg(ncα)强碱A(OH)npOH=-lg(nc)弱碱B(OH)mpOH=-lg(ncα)例1：求室温条件下0.005mol/L的H2SO4溶液的pH值解:∵C（H2SO4）=0.005mol/L∴[H+]=0.005×2=0.01mol/LpH=-lg[H+]=-lg0.01=2例2：求室温条件下0.005mol/L的Ba(OH)2溶液的pH值解:∵C（Ba(OH)2）=0.005mol/L∴[OH-]=0.005×2=0.01mol/L[H+]=Kw/[OH-]=10－14/0.01=10－12mol/L∴PH=-lg[H+]=-lg10－12=12例3：已知室温条件下,某溶液的pH=4,求此溶液中H+和OH-的浓度．解:∵PH=4=-lg[H+]=4∴[H+]=10－4mol/L[OH-]=Kw/[H+]=10－14/10－4=10－10mol/L例4：25℃时,0.1mol/L某一元弱酸的电离度为1％,求此溶液的pH值．解：[H+]=cα=0.1mol/L×1％=10-3mol/LpH=3例5：25℃时,0.1mol/L某一元弱碱的电离度为1％,求此溶液的PH值．解：[OH-]=cα=0.1mol/L×1％=10-3mol/L[H+]=Kw/[OH-]=10－14/10－3=10－11mol/LpH=11二、溶液混合后pH的计算(1)两强酸混合,先求混合后的c(H+)混,再直接求pH值：c(H+)混==[c(H＋)1·V1＋c(H＋)2·V2]/(V1＋V2)速算规律：pH相差2个单位以上的强酸等体积混合，混合后的pH混=pH小+0.3例6、pH=4的盐酸和pH=2的盐酸等体积混合后，溶液的pH为多少？解析：由题意pH=4的盐酸，c(H+)1=1.0×10-4mol/L；pH=2的盐酸，c(H+)2=1.0×10-2mol/L。c(H+)混=（1.0×10-4mol/L×V+1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，pH=2.3例7、pH=2的盐酸与pH＝4的盐酸按体积比2：3混合后溶液的pH值为多少？解析：由题意pH=2的盐酸，c(H+)1=1.0×10-2mol/L；pH=4的盐酸，c(H+)2=1.0×10-4mol/L,c(H+)混=（1.0×10-2mol/L×2V+1.0×10-4mol/L×3V）/5V=4.0×10-3mol/L，pH=2.4(2)两强碱混合：先求混合后c(OH―)混，再间接求pH值：c(OH―)混==[c(OH－)1·V1＋c(OH－)2·V2]/(V1＋V2)速算规律：pH相差2个单位以上的强碱等体积混合，混合后的pH混=pH大-0.3例8、室温下pH＝11和pH＝13的两种强碱溶液等体积混合，则混合液的pH为多少？解析：由题意pH=11的强碱，c(OH-)1=1.0×10-3mol/L；pH=13的强碱，c(OH-)2=1.0×10-1mol/L,c(OH-)混=（1.0×10-3mol/L×V+1.0×10-1mol/L×V）/2V=5.0×10-2mol/L，pOH=1.3所以混合溶液的pH=14-1.3=12.7例9、VmLpH=10的NaOH溶液跟2VmLpH=11的Ba(OH)2溶液混合,混合液的pH为多少？解析：由题意pH=10的NaOH溶液，c(OH-)1=1.0×10-4mol/L；pH=11的Ba(OH)2溶液，c(OH-)2=1.0×10-3mol/L,c(OH-)混=（1.0×10-4mol/L×V+1.0×10-3mol/L×2V）/3V=7.0×10-4mol/L，pOH=4-0.85=3.15所以混合溶液的pH=14-3.15=10.85(3)强酸与强碱溶液混合：根据n(H+)与n(OH―)的相对大小先判断酸、碱的过量情况。强酸与强碱恰好完全反应，溶液呈中性，pH=（-lgKω）/2。若酸过量，溶液呈酸性，n(H+)＞n(OH-)，c(H+)混=[n(H+)－n(OH-)]/V总。若碱过量，溶液呈碱性，n(OH-)＞n(H+)，c(OH-)混=[n(OH-)－n(H+)]/V总，再求出c(H+)混进而求出溶液的pH；或者由c(OH-)混求出pOH，再根据pH+pOH=-lgKω求出溶液的pH即可。例10、60ml0.5mol/LNaOH溶液和40ml0.4mol/L硫酸混合后，溶液的pH最接近于（）解析：由题意知，酸碱中和反应后，酸过量，c(H+)混=[n(H+)－n(OH-)]/V总=（0.032mol－0.03mol）/0.1L=0.02mol/L，pH=1.7。若未标明酸碱的强弱，混合后溶液PH不定，应分析讨论。⑴室温下，若强酸（pH1）和强碱（pH2）等体积混合:pH1+pH2=14，则溶液呈中性，pH=7；pH1+pH2＞14，则溶液呈碱性，pH＞7；pH1+pH2＜14，则溶液呈酸性，pH＜7。⑵室温下，若酸（pH1）和碱（pH2）等体积混合:pH1+pH2=14，若为强酸与强碱（弱酸与弱碱），则恰好反应，pH=7；若为弱酸与强碱，则酸有剩余，pH＜7；若为强酸与弱碱，则碱有剩余，pH＞7。（室温下pH=a的酸与pOH=b的碱溶液等体积混合，且a+b=14，混合后溶液的酸碱性：谁弱显谁性、同强同弱显中性）例11、在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（）A．pH=3的硝酸和pH=11的氢氧化钠溶液B．pH=3的盐酸和pH=11的氨水C．pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液D．pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液解析：A、C两选项为强酸与强碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈中性，pH=7。B选项为强酸与弱碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈碱性，pH＞7。D选项为弱酸与强碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈酸性，pH＜7。故应选D。(4)两种溶液混合后体积的关系室温下强酸和强碱两种溶液混合，若混合后溶液显中性，则根据酸碱反应的原理n(H+)=c(OH-)计算溶液的体积比。由c酸v酸=c碱v碱得出10-pH酸v酸=10pH碱-14v碱由此得出酸和碱的体积比：v酸：v碱=10pH酸+pH碱-14对任意温度下强酸和强碱反应，其pH之和（pH酸+pH碱）与体积比的关系如下表物质pHV酸：V碱pH酸+pH碱＜-lgKw10pH酸+pH碱+lgKω＜1pH酸+pH碱-lgKw10pH酸+pH碱+lgKω=1pH酸+pH碱＞-lgKw10pH酸+pH碱+lgKω＞1例12、25℃时，有pH=a的盐酸和pH=b的NaOH溶液，取VaL盐酸溶液与NaOH中和，需VbLNaOH溶液，问：（1）若a+b=14,则VbVa=（填数字）（2）若a+b=13,则VbVa=（填数字）（3）若a+b14,则VbVa=（填表达式），且VaVb(填“”“”或“=”)解析：设而这恰好中和，则根据酸碱反应的原理n(H+)=c(OH-)计算溶液的体积比。由c酸v酸=c碱v碱得出10-ava=10b-14vb由此得出酸和碱的体积比：va：vb=10a+b-14分别将（1）-（3）题干代入，即得答案：（1）1；（2）；（3）10a+b-14；三、溶液稀释后pH的计算及pH变化曲线pH=a的强酸与弱酸和pH=b的强碱与弱碱溶液，稀释10-n倍(相同倍数)，溶液的PH及其变化情况如何如下表物质pH稀释后溶液的pH强酸apH=a+n弱酸aa＜pH＜a+n强碱bpH=b-n弱碱bb-n＜pH＜b1、强酸或强碱的稀释在稀释强酸或强碱时，当它们的浓度大于10-5mol/L时，不考虑水的电离；当它们的浓度小于10-5mol/L时，应考虑水的电离。如pH=6的盐酸，稀释100倍，稀释后pH≈7（不能大于7）；pH=8的氢氧化钠溶液，稀释100倍，稀释后pH≈7（不能小于7）；pH=3的盐酸，稀释100倍，稀释后pH=5；pH=10的氢氧化钠溶液，稀释100倍，稀释后pH=8。例13、室温时将pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍后，则c(H+):c(SO42-)是多少？解析：pH=5时，c(H+)酸=1×10-5mol/L，c(SO42-)=5×10-6mol/L，稀释1000倍后，由硫酸电离出的c(H+)酸=1×10-8mol/L，c(SO42-)=5×10-9mol/L，考虑水的电离受硫酸的抑制，设水电离出的c(H+)为xmol/L，故水电离出的c(OH-)也为xmol/L，根据水的离子积在室温时为一常量，得方程(x+10-8)·x=10-14，解得x=9.5×10-8，故c(H+):c(SO42-)=[c(H+)酸+c(H+)水]:c(SO42-)=10.5×10-8mol/L:5×10-9mol/L=21:1。2、弱酸或弱碱的稀释在稀释弱酸或弱碱过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。如pH=3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜pH＜5；pH=10的氨水，稀释100倍，稀释后8＜pH＜10；pH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜pH≤5；pH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8≤pH＜10。例14、pH=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液，用蒸馏水稀释100倍，二者的PH的关系是（）A．氨水的pH大于氢氧化钠的pHB．氨水的pH小于氢氧化钠的pHC．都比原来小D．氨水比原来的大，氢氧化钠比原来的小解析：氨水为弱碱，氢氧化钠为强碱，稀释100倍之后，氨水的9＜pH＜11，而氢氧化钠溶液的pH=9。故选A、C。结论1、溶液pH的计算类型题有很多相似之处，都是先求溶液的c(H+)或c(OH-)，通过直接或间接的方法求出溶液的pH。2、在相关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量，无限稀释7为限”。3、在混合溶液pH计算时，当两种溶液的浓度差在100倍或100倍以上时，浓度较小的可以忽略不计。3、溶液稀释后pH变化曲线pH分别相同的强酸与弱酸或强碱与弱碱溶液稀释相同的倍数（10n），对应溶液pH变化曲线如下图所示。现以pH=2的酸和pH=12的碱为例予以展示：横坐标表示加入水的体积；纵坐标表示溶液的pH01234567891011121314强酸弱酸强碱弱碱如图可知，pH分别相同的强酸与弱酸或强碱与弱碱溶液稀释相同的倍数