高中 化學(xué) 選擇性必修1 第三章 水溶液中的離子反應(yīng)與平衡《專題突破(五) 溶液混合或稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律》教學(xué)設(shè)計(jì)

一、溶液混合后的pH變化與計(jì)算1.酸與堿的pH之和為14，等體積混合常溫時(shí)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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。))2.等體積強(qiáng)酸(pH1)和強(qiáng)堿(pH2)混合常溫時(shí)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若pH1＋pH2＝14，則溶液呈中性，pH＝7；,若pH1＋pH2＞14，則溶液呈堿性，pH＞7；,若pH1＋pH2＜14，則溶液呈酸性，pH＜7。))3.常溫時(shí)，強(qiáng)酸(pH1)與強(qiáng)堿(pH2)混合呈中性時(shí)，二者的體積關(guān)系有如下規(guī)律：(1)若pH1＋pH2＝14，則V酸＝V堿。(2)若pH1＋pH2≠14，則eq\f(V酸,V堿)＝10pH1＋pH2－14。針對練1.在25℃時(shí)，關(guān)于下列溶液混合后溶液pH的說法中正確的是()A.pH＝10與pH＝12的NaOH溶液等體積混合，溶液的pH約為11B.pH＝5的鹽酸稀釋1000倍，溶液的pH＝8C.pH＝2的H2SO4與pH＝12的NaOH溶液等體積混合，混合液pH＝7D.pH＝12的NH3·H2O與pH＝2的HCl溶液等體積混合，混合液pH＝7答案：C解析：A項(xiàng)，c混合(OH－)＝eq\f(10－4＋10－2,2)mol·L－1≈5.0×10－3mol·L－1，c混合(H＋)＝eq\f(1.0×10－14,5.0×10－3)mol·L－1＝2×10－12mol·L－1，pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg2≈11.7，錯誤；B項(xiàng)，pH＝5的鹽酸中，稀釋1000倍后溶液的pH＜7，錯誤。D項(xiàng)，因?yàn)镹H3·H2O過量較多，所以溶液顯堿性。針對練2.回答下列問題：(1)某溫度(t℃)時(shí)，水的離子積為Kw＝1×10－13，則該溫度________25℃(填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)若將此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液aL與pH＝1的稀硫酸bL混合(設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計(jì))，試通過計(jì)算填寫以下不同情況時(shí)兩溶液的體積比：①若所得混合液為中性，則a∶b＝________。②若所得混合液的pH＝2，則a∶b＝________。答案：(1)＞(2)①10∶1②9∶2解析：(1)水是弱電解質(zhì)，在溶液中存在電離平衡；H2OH＋＋OH－，水電離過程吸收能量，升高溫度，水電離程度增大，水電離產(chǎn)生的c(H＋)、c(OH－)增大，Kw增大。在室溫下，Kw＝1×10－14，現(xiàn)在某溫度(t℃)時(shí)，水的離子積為Kw＝1×10－13，則該溫度：t℃＞25℃；(2)將此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液，c(OH－)＝1×10－2mol/L，溶液體積是aL，則n(OH－)＝10－2amol；pH＝1的稀硫酸，c(H＋)＝0.1mol/L，bL該溶液中n(H＋)＝0.1bmol。①若所得混合液為中性，n(OH－)＝n(H＋)，10－2amol＝0.1bmol，則a∶b＝10∶1；②若所得混合液的pH＝2，則反應(yīng)后溶液顯酸性，混合溶液c(H＋)＝0.01mol/L，c(H＋)＝eq\f(0.1b－0.01a,a＋b)mol/L＝0.01mol/L，解得a∶b＝9∶2。二、溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律1.酸或堿稀釋后溶液pH的計(jì)算(1)一般，強(qiáng)酸溶液稀釋10n倍，c(H＋)減小為原來的eq\f(1,10n)，pH就增大n個單位，即pH?。絧H原＋n。(2)一般，強(qiáng)堿溶液稀釋10n倍，c(OH－)減小為原來的eq\f(1,10n)，pH就減小n個單位，即pH?。絧H原－n。(3)常溫下，強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液無限稀釋時(shí)，酸溶液或堿溶液的pH接近7，但酸溶液的pH不能大于或等于7，堿溶液的pH不能小于或等于7。這是因?yàn)闊o限稀釋時(shí)，由水電離產(chǎn)生的H＋和OH－不能忽略。(4)對于pH相同的強(qiáng)酸和弱酸(或強(qiáng)堿和弱堿)溶液稀釋相同的倍數(shù)，強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液的pH變化幅度大(如下圖所示)。這是因?yàn)閺?qiáng)酸(或強(qiáng)堿)已完全電離，隨著加水稀釋，溶液中H＋(或OH－)數(shù)(水電離的除外)不會增多，而弱酸(或弱堿)隨著加水稀釋電離程度增大，H＋(或OH－)數(shù)會不斷增多。2.酸堿溶液稀釋時(shí)pH的變化項(xiàng)目類別酸(pH＝a)堿(pH＝b)弱酸強(qiáng)酸弱堿強(qiáng)堿稀釋10n倍＜a＋na＋n＞b－nb－n無限稀釋pH趨向于7針對練3.常溫下，濃度均為1mol·L－1、體積均為V0的兩種酸HA和HB，分別加水稀釋至體積V，pH的變化曲線如圖所示。下列敘述正確的是()A.X點(diǎn)的c(A－)>Y點(diǎn)的c(B－)B.0≤pH≤5時(shí)，HB溶液滿足：pH＝lgeq\f(V,V0)C.相對Y點(diǎn)而言，X點(diǎn)的導(dǎo)電能力更強(qiáng)，X點(diǎn)水的電離程度更大D.中和等體積1mol·L－1的兩種酸消耗等濃度的NaOH溶液體積：HB>HA答案：B解析：根據(jù)電荷守恒，X點(diǎn)滿足c(A－)＋c(OH－)＝c(H＋)，Y點(diǎn)的c(B－)＋c(OH－)＝c(H＋)，因?yàn)閮牲c(diǎn)pH相等，c(A－)＝c(B－)，A錯誤；由圖像可判斷HB為強(qiáng)酸，0≤pH≤5時(shí)，HB溶液滿足：pH＝lgeq\f(V,V0)，B正確；兩點(diǎn)pH相等，根據(jù)電荷守恒可知兩溶液離子濃度相同，導(dǎo)電能力相同，C錯誤；兩種酸都是一元酸，等濃度等體積的兩種酸消耗的氫氧化鈉相同，D錯誤；故選B。針對練4.將體積均為10mL、pH均為3的鹽酸和醋酸溶液，加入水稀釋至amL和bmL，測得稀釋后溶液的