人教版化學(xué)選擇性課件第三章第二節(jié)第2課時(shí)pH的計(jì)算

第2課時(shí)pH的計(jì)算第三章2021內(nèi)容索引0102課前篇素養(yǎng)初探課堂篇素養(yǎng)提升素養(yǎng)目標(biāo)1.學(xué)會(huì)用證據(jù)推理意識(shí)進(jìn)行pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。2.了解溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律,會(huì)計(jì)算各類混合溶液的pH,培養(yǎng)變化觀念與平衡思想。課前篇素養(yǎng)初探1.pH計(jì)算公式:pH=-lgc(H+)。2.強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液的pH計(jì)算:(1)強(qiáng)酸溶液(以cmol·L-1的HnA溶液為例)c(H+)=ncmol·L-1,pH=-lgc(H+)=-lgnc。(2)強(qiáng)堿溶液[以cmol·L-1的B(OH)n溶液為例]c(OH-)=ncmol·L-1,c(H+)=mol·L-1,pH=-lgc(H+)=。【微思考】下列問題中的溶液都處于常溫下。(1)pH=3的某鹽酸中,c(H+)為多少mol·L-1?由水電離產(chǎn)生的c(H+)又是多少

mol·L-1?

mol·L-1

H2SO4溶液中,c(OH-)為多少mol·L-1?其pH等于多少?(3)將

g

NaOH固體溶于水,得到1

L溶液,c(OH-)為多少mol·L-1?pH為多少?提示

(1)1.0×10-3

1.0×10-11(2)1.0×10-13

1

12[自我檢測(cè)]1.正誤判斷(1)某溶液的pH=7,該溶液一定顯中性。(

)(2)用pH試紙測(cè)定氯水的pH為3。(

)(3)一定溫度下,pH=a的氨水,稀釋10倍后,其pH=b,則a=b+1。(

)(4)25℃時(shí),某溶液中水電離出的c(H+)=10-13mol·L-1,則該溶液的pH一定為13。(

)(5)室溫下,pH=3的鹽酸跟pH=11的氨水等體積混合后,pH一定大于7。(

)(6)室溫下,pH=3的磷酸跟pH=11的氫氧化鉀溶液等體積混合后,pH一定大于7。(

)××××√×2.(2020河南漯河高二月考)常溫下,向純水中加入氫氧化鈉,使溶液的pH為10,則由氫氧化鈉電離出的OH-的濃度與水電離出的OH-的濃度之比為(

)10∶1

8∶6∶∶1答案

C解析

pH=10的NaOH溶液中水電離的c(H+)=10-10

mol·L-1,根據(jù)水的離子積常數(shù)由NaOH電離產(chǎn)生的c(OH-)=

mol·L-1=10-4

mol·L-1,而由水電離產(chǎn)生的c(OH-)=c(H+)=10-10

mol·L-1,所以由氫氧化鈉電離出的OH-的濃度與水電離出的OH-的濃度之比為10-4

mol·L-1∶10-10

mol·L-1=106∶1,故選C。課堂篇素養(yǎng)提升任務(wù)一溶液pH的計(jì)算[問題探究]pH=10的NaOH溶液與pH=12的NaOH溶液等體積混合,混合后的c(H+)是否答案

不是,混合后溶液呈堿性,應(yīng)先求c(OH-)混,再通過

求出c(H+)。[深化拓展]1.單一溶液pH的計(jì)算(1)強(qiáng)酸溶液,pH=-lgc(H+)。(2)強(qiáng)堿溶液,c(H+)=,pH=-lgc(H+)。2.混合溶液pH的計(jì)算(1)強(qiáng)酸溶液與強(qiáng)酸溶液混合(3)強(qiáng)酸溶液與強(qiáng)堿溶液混合常溫下,若恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,pH=7;常溫下,酸、堿溶液等體積混合,且酸與堿溶液的pH之和為14:若為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿,則pH=7;若為強(qiáng)酸與弱堿,則pH>7;若為弱酸與強(qiáng)堿,則pH<7。[素能應(yīng)用]典例1(1)常溫下,某H2SO4溶液的濃度是0.005mol·L-1,此溶液的pH為

。用水稀釋到原來(lái)體積的100倍,pH為

。再繼續(xù)稀釋到溶液體積的104倍,pH

。

(2)常溫下,pH=3的鹽酸與pH=5的硫酸溶液等體積混合后溶液的pH為

。

(3)常溫下,pH=10和pH=12的兩種NaOH溶液等體積混合后溶液的pH為

。

(4)常溫下,pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等體積混合后,溶液的pH為

。

答案

(1)2

4接近7

(4)11.7解析

(1)c(H+

mol·L-1

mol·L-1,pH=-lg10-2=2。稀釋為原體積的100倍后,c(H+

mol·L-1÷100=10-4

mol·L-1,pH=-lg10-4=4。再稀釋到溶液體積的104倍后,pH接近7(酸溶液無(wú)限稀釋后不會(huì)顯中性或堿性)。不同濃度的強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液等體積混合的pH速算技巧當(dāng)不同濃度的強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液等體積混合時(shí),若pH之差≥2,則混合后溶液的pH的計(jì)算有如下口訣:強(qiáng)酸強(qiáng)酸等體摻,小值加上0.3;強(qiáng)堿強(qiáng)堿等體摻,大值減去。變式訓(xùn)練1常溫下,將pH為8的NaOH溶液與pH為10的NaOH溶液等體積混合后,溶液的氫離子濃度最接近于(

)A.2×10-10mol·L-1B.(10-8+10-10)mol·L-1C.(10-8+10-10)mol·L-1D.(10-6+10-4)mol·L-1答案

A任務(wù)二酸(或堿)溶液稀釋后pH的計(jì)算及大小比較[問題探究]對(duì)于pH=a的強(qiáng)酸和弱酸溶液,均稀釋到原溶液體積的10n倍(a+n<7),試寫出稀釋后溶液的pH或范圍。答案

稀釋到原溶液體積的10n倍,pH=a的強(qiáng)酸溶液的pH就增大n(a+n<7)個(gè)單位,即稀釋后強(qiáng)酸溶液的pH=a+n;弱酸溶液稀釋過程中會(huì)電離出H+,因此弱酸溶液的pH變化小于強(qiáng)酸,弱酸溶液的pH范圍:a<pH<a+n。[深化拓展]酸、堿溶液稀釋時(shí)pH的變化可用數(shù)軸表示(1)強(qiáng)酸、弱酸溶液的稀釋:(2)強(qiáng)堿、弱堿溶液的稀釋:[素能應(yīng)用]典例2常溫下,pH=11的X、Y兩種堿溶液各1mL,分別稀釋至100mL,其pH與溶液體積(V)的關(guān)系如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(

)、Y兩種堿溶液中溶質(zhì)的物質(zhì)的量濃度一定相等B.稀釋后,X溶液的堿性比Y溶液的堿性強(qiáng)C.分別完全中和X、Y這兩種堿溶液時(shí),消耗同濃度鹽酸的體積:V(X)>V(Y)D.若9<a<11,則X、Y都是弱堿答案

D解析

因?yàn)閜H=11的X、Y兩種堿溶液稀釋到原溶液體積的100倍時(shí),pH:Y>X,所以物質(zhì)的量濃度:c(Y)>c(X),稀釋后溶液堿性:Y>X,故A、B均錯(cuò)誤;因?yàn)閏(Y)>c(X)且V(Y)=V(X),故n(Y)>n(X),所以消耗同濃度的鹽酸時(shí),Y消耗得多,C錯(cuò)誤;若9<a<11,說(shuō)明稀釋到原溶液體積的100倍時(shí),X、Y的pH均減小不到2個(gè)單位,故X、Y都是弱堿,D正確。(1)酸、堿溶液無(wú)限稀釋。pH只能無(wú)限接近于7,酸溶液pH不可能大于7,堿溶液pH不可能小于7。(2)對(duì)于物質(zhì)的量濃度相同的強(qiáng)酸溶液和弱酸溶液稀釋到原溶液體積的相同倍數(shù)。強(qiáng)酸溶液pH變化程度比弱酸溶液大(強(qiáng)堿和弱堿類似)。弱酸、弱堿在稀釋過程中有濃度的變化,又有電離平衡的移動(dòng),不能求得具體數(shù)值,只能確定其pH范圍。變式訓(xùn)練2將體積為10mL、pH為3的乙酸溶液和鹽酸分別加水稀釋至amL和bmL,測(cè)得稀釋后pH均為5,則稀釋后溶液的體積(

)A.a=b=100mL B.a>bC.a=b=1000mL D.a<b答案

B解析

稀釋后,弱酸溶液中n(H+)增加,強(qiáng)酸溶液中n(H+)不變,要使稀釋后兩溶液中c(H+)仍相同,則弱酸溶液中加入水的體積大于強(qiáng)酸的,即a>b。

素養(yǎng)脈絡(luò)

隨堂檢測(cè)1.pH=2的鹽酸與pH=6的鹽酸等體積混合后,溶液的pH約為(

)A.2

答案

B2.將pH=2的鹽酸平均分為2份,一份加入適量水,另一份加入與該鹽酸物質(zhì)的量濃度相同的適量氫氧化鈉溶液后,pH都升高了1,則加入的水與氫氧化鈉溶液的體積比為(

)∶1 ∶∶1 ∶1答案

C解析

設(shè)每份鹽酸的體積為1

L,將pH=2的鹽酸加水,pH升高1,說(shuō)明加入水的體積為9

L;另一份加入與鹽酸物質(zhì)的量濃度相同的適量氫氧化鈉溶液后,pH升高1,可設(shè)加入氫氧化鈉溶液的體積為x,則

mol·L-1×1

mol·L-1×x

mol·L-1×(1+x),解得x=

L,所以加入的水與氫氧化鈉溶液的體積比為11∶1。3.(雙選)下列敘述正確的是(

)A.用水稀釋0.1mol·L-1的氨水,則溶液中

減小B.pH=3的鹽酸和醋酸溶液分別升高相同的溫度,pH均不變C.在等體積等pH的鹽酸和醋酸溶液中分別加入等質(zhì)量的相同鋅粒,若只有一種溶液中的鋅粒有剩余,則該溶液一定是鹽酸D.兩種氨水的物質(zhì)的量濃度分別為c1和c2,pH分別為a和a+1,則c2=10c1答案

AC解析

A項(xiàng),加水稀釋時(shí),n(NH3·H2O)減小,n(OH-)增大,所以

減小,正確;B項(xiàng),鹽酸升溫,pH不變,但醋酸溶液升溫,CH3COOH電離度增大,pH減小,錯(cuò)誤;C項(xiàng),等體積等pH的鹽酸和醋酸溶液,醋酸是弱酸,濃度更大,能與更多的鋅粒反應(yīng),正確;D項(xiàng),溶液越稀,電離程度越大,若電離程度相同時(shí),c2=10c1,由于c1對(duì)應(yīng)的NH3·H2O電離程度大,所以c2>10c1。4.(1)現(xiàn)有pH=2的稀鹽酸100mL,要使它的pH=3,如果加入蒸餾水,需加水

mL;如果加入pH=4的稀鹽酸,需加入此稀鹽酸

mL(假定溶液體積有加和性,溶液所處溫度為常溫,下同)。

(2)