2019-2020学年高中化学 3.2 水的电离和溶液的酸碱性3.2.2 溶液pH的计算课件 新人教

第2课时溶液pH的计算单一溶液的pH的计算pH的计算公式:pH=_________,解题关键:计算溶液中的_____。-lgc(H+)c(H+)1.酸溶液的pH计算:(1)强酸。(2)弱酸。一元弱酸HA,设浓度为cmol·L-1,电离度为α,则c(H+)=cαc,pH=________。如25℃下,0.01mol·L-1的电离度α=1%,溶液中c(H+)=cα=0.01mol·L-1×1%=10-4mol·L-1,pH=-lg10-4=42。-lgcα2.碱溶液的pH计算:(1)强碱。(2)弱碱。一元弱碱BOH,设浓度为cmol·L-1,则c(OH-)cmol·L-1,c(H+)mol·L-1,pH14+lgc。如25℃下,0.01mol·L-1的氨水中c(OH-)_______mol·L-1,c(H+)_____mol·L-1,pH_______。1410c0.0110-1212【自主检测】1.下列液体均处于25℃,有关叙述正确的是()A.某物质的溶液pH7,则该物质一定是酸B.pH=4.5的番茄汁中c(H+)是pH=6.5的牛奶中c(H+)的100倍C.将1L0.1mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2L,pH=12D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6【解析】选B。溶液pH7,溶质为酸或强酸的酸式盐(如NaHSO4)等,A错误;pH=4.5的溶液中c(H+)=10-4.5mol·L-1,pH=6.5的溶液中c(H+)=10-6.5mol·L-1,B正确;C项,0.1mol·L-1Ba(OH)2溶液稀释到2L时,c(OH-)=mol·L-1=0.1mol·L-1,c(H+)=10-13mol·L-1,pH=13;D项,NaOH溶液是碱溶液,无论怎么稀释,pH在常温下不可能成为6,只能无限接近于7。0.222.把80mLNaOH溶液加入120mL的盐酸中,所得溶液的pH为2,如果混合前NaOH溶液和盐酸的物质的量浓度相同,则它们的浓度为()A.0.5mol·L-1B.0.1mol·L-1C.0.05mol·L-1D.1mol·L-1【解析】选C。设混合前NaOH和盐酸的物质的量浓度为c,NaOH与HCl以1∶1发生中和,故剩余40mL盐酸,剩余这些盐酸n(HCl)=0.04L×c=0.04cmol,因为溶液最后pH=2即c(H+)=0.01mol·L-1,所以反应后的剩余盐酸的浓度为0.01mol·L-1,即=0.01,得c=0.05mol·L-1。0.04c0.120.083.用pH试纸测定某溶液的pH,如果将pH试纸用蒸馏水润湿后,再把待测液滴到pH试纸上,跟比色卡对照,测得pH=8。则此溶液的实际pH()A.大于8B.小于8C.等于8D.小于7【解析】选A。稀释后pH=8,呈碱性,则稀释前一定呈碱性,且溶液的碱性比稀释后的碱性强,即稀释前pH8。4.常温下,将10mLpH=1的CH3COOH加水稀释至100mL后,溶液的pH为()A.pH=2B.2pH7C.1pH2D.无法判断【解析】选C。10mL稀释至100mL,稀释了10倍,pH=1的弱酸稀释后1pH2。5.常温下,浓度为0.01mol·L-1的稀盐酸用蒸馏水稀释108倍,则稀释后溶液的pH约为()A.2B.7C.8D.10【解析】选B。c(H+)=≈10-7mol·L-1,即pH≈7。187181L0.01molL10L10molL10L810.01mol10L6.有关常温下pH均为3的硫酸和醋酸溶液的说法正确的是()A.分别加水稀释100倍后,硫酸溶液的pH变化比醋酸溶液小B.两种溶液中,由水电离出的c(H+)=1×10-11mol·L-1C.与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,都恰好中和D.分别加入足量锌片充分反应后,两溶液中产生的氢气的量一样多【解析】选B。硫酸是强电解质,完全电离,醋酸是弱电解质,加水稀释,醋酸继续电离出H+,分别加水稀释100倍后,硫酸溶液的pH为5,醋酸溶液的pH小于5,所以硫酸溶液的pH变化比醋酸溶液大,故A错误;pH均为3的醋酸和硫酸,溶液中c(H+)=1×10-3mol·L-1,溶液中c(OH-)=mol·L-1=1×10-11mol·L-1,溶液中c水(H+)=c(OH-),故两种溶液中c水(H+)=1×10-11mol·L-1,故B1431010正确;硫酸为强酸,pH=3的硫酸与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合恰好中和,而醋酸为弱酸,若pH=3的醋酸与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合,醋酸过量,故C错误;硫酸是强电解质,完全电离,醋酸是弱电解质,溶液中主要以醋酸分子形式存在,与足量的Zn反应,醋酸提供的H+大于硫酸,Zn与醋酸反应产生氢气的物质的量较大,故D错误。知识点一酸碱溶液混合后pH的计算方法1.溶液pH计算的基本流程:2.强酸、强碱混合后溶液pH的计算:【易错提醒】(1)强酸溶液和强碱溶液混合后计算pH,必须先判断出混合后溶液的酸碱性,酸过量求c(H+)、碱过量求c(OH-)。(2)根据酸的浓度计算酸溶液的pH时,不必考虑温度,而根据碱的浓度计算碱溶液的pH时,需要根据离子积计算c(H+),因此一定要注意溶液的温度,只有室温时,Kw=1.0×10-14。(3)一定pH的强碱与强碱混合后求pH。在计算过程中易出现直接用H+浓度进行混合计算的错误。因为强碱溶液的混合是OH-混合,H+是随OH-浓度改变而改变的,不能直接用于混合碱的计算,H+浓度必须通过c(H+)=来求。wc(OH)K【素养升华】模型认知:混合溶液的pH计算技巧(1)酸与酸混合,求算溶液混合后的c(H+)→pH(2)酸与碱混合:①恰好完全反应时,利用酸提供的n(H+)等于碱提供的n(OH-)进行计算。②酸过量,求算出剩余n(H+)→c(H+)→pH③碱过量,求算出剩余n(OH-)→c(OH-)→c(H+)→pH【知识拓展】室温下,酸碱发生中和反应后溶液pH的判断技巧(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合若为强酸与强碱,则pH=7若为强酸与弱碱,则pH7若为弱酸与强碱,则pH7原因:酸与碱电离出的H+和OH-恰好中和,谁弱谁的H+或OH-有储备(即物质过量),中和后还能继续电离。(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合若pH1+pH2=14,则溶液呈中性,pH=7若pH1+pH214,则溶液呈碱性,pH7若pH1+pH214,则溶液呈酸性,pH7【典题通关】【典例】(2018·莆田高二检测)已知在100℃下,水的离子积Kw=1×10-12,下列说法正确的是()A.0.05mol·L-1的H2SO4溶液pH=1B.0.001mol·L-1的NaOH溶液pH=11C.0.005mol·L-1的H2SO4溶液与0.01mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合后溶液pH为6,溶液显酸性D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液50mL【解析】选A。已知在100℃下,水的离子积KW=1×10-12。A.0.05mol·L-1的H2SO4溶液,c(H+)=0.05mol·L-1×2=0.1mol·L-1,pH=-lgc(H+)=1,选项A正确;B.0.001mol·L-1的NaOH溶液,c(H+)===10-9mol·L-1,pH=9,选项B错误;C.0.005mol·L-1的H2SO4溶液与0.01mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混wc(OH)K121100.001合后溶液pH为6,溶液显中性,选项C错误;D.pH=11的NaOH溶液c(NaOH)=c(OH-)===0.1mol·L-1,故完全中和pH=3的H2SO4溶液50mL,需要pH=11的NaOH溶液的体积为=0.0005L=0.5mL,D错误。wc(H)K121111010110.001molL0.050L0.1molL【延伸探究】上题B项中,碱电离出的c(OH-)与水电离出的c(OH-)比值是多少?提示:0.001mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001mol·L-1,c(H+)==mol·L-1=1×10-9mol·L-1,水电离出的c(OH-)=c(H+)=1×10-9mol·L-1,故比值为0.001∶(1×10-9)=106∶1。wc(OH)K123110110【过关训练】1.在常温下,下列各组溶液的c(H+)一定等于1×10-7mol·L-1的是()A.pH=2和pH=12的两种溶液以等体积混合B.0.05mol·L-1H2SO4与0.10mol·L-1NaOH溶液以等体积混合C.将pH=5的CH3COOH溶液稀释100倍D.pH=1的H2SO4与0.10mol·L-1Ba(OH)2溶液以等体积混合【解析】选B。A中pH=2的强酸与pH=12的强碱以等体积混合时,酸提供的H+的物质的量(10-2Vmol)等于碱提供的OH-的物质的量[(10-14/10-12)Vmol]。pH=2的弱酸与pH=12的强碱以等体积混合,酸的浓度必然很大,反应中酸过量,最后溶液呈酸性。B项是强碱和强酸,如两溶液体积各VL,则n(H+)=0.05mol·L-1×2×VL,n(OH-)=0.10mol·L-1×VL,n(H+)=n(OH-),所得溶液呈中性。C中pH=5的弱酸,稀释100倍,由于在稀释过程中,电离程度增大,c(H+)下降不到1/100,D项c(H+)=0.1mol·L-1,c(OH-)=0.2mol·L-1,等体积混合后,碱过量。2.室温时,下列溶液混合后,pH大于7的是()世纪金榜导学号A.0.1mol·L-1的盐酸和pH=13的氢氧化钡溶液等体积混合B.0.1mol·L-1的NaHCO3溶液和pH=1的盐酸等体积混合C.pH=3的硫酸和pH=11的氨水等体积混合D.pH=1的醋酸和0.1mol·L-1的氢氧化钠溶液等体积混合【解析】选C。A项,0.1mol·L-1的盐酸pH=1与pH=13的Ba(OH)2等体积混合时,二者恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7,错误;B项,NaHCO3与盐酸等物质的量混合生成NaCl、H2O和CO2,能得到碳酸,溶液pH7,错误;C项,pH=3的H2SO4与pH=11的氨水的pH之和为14,二者等体积混合后溶液呈碱性,pH7,正确;0.1mol·L-1NaOH溶液pH=13,pH=1的醋酸和pH=13的NaOH溶液的pH之和为14,二者等体积混合后溶液呈酸性,pH7,错误。知识点二酸碱溶液稀释后的pH变化规律1.酸碱稀释后溶液pH的计算:(1)强酸溶液:pH=a,加水稀释10n倍,则pH=a+n。(2)弱酸溶液:pH=a,加水稀释10n倍,则apHa+n。(3)强碱溶液:pH=b,加水稀释10n倍,则pH=b-n。(4)弱碱溶液:pH=b,加水稀释10n倍,则b-npHb。(5)室温下酸碱溶液无限稀释,pH只能接近于7,酸溶液的pH不可能大于7,碱溶液的pH不可能小于7。2.酸碱稀释过程溶液pH的变化趋势: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(如图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中H+(或OH-)数(水电离的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离程度增大,H+(或OH-)数会不断增多。【方法规律】溶液pH计算经验规律(1)两强酸等体积混合:混合后的pH=混合前小的+0.3(2)两强碱等体积混合:混合后的pH=混合前大的-0.3(3)稀释规律:分别加水稀释m倍时,溶液的物质的量浓度均变为原来的,强酸中c(H+)变为原来的,但弱酸中c(H+)减小小于m倍,故稀释后弱酸酸性强于强酸。1m1m【典题通关】【典例】(2018·西安高二检测)常温下,下列溶液中与1.0×10-5mol·L-1的NaOH溶液的pH相同的是()A.把pH=6的盐酸稀释1000倍B.把pH=