1、学年高中化学人教版选修4教案第3章 第2节 第2课时+pH的计算及应用 Word版含答案第2课时pH的计算及应用1掌握pH的简单计算，了解各类混合溶液pH的计算。(难点)2了解溶液稀释时pH的变化规律。(重点)pH 的 计 算 及 应 用基础初探教材整理1溶液pH的计算1计算依据据pHlg_c(H)，求pH的关键是求溶液中的c(H)。2计算方法教材整理2pH的应用1人体健康调节如洗发时人们用的护发素主要功能是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。2环保治理污水酸性废水可投加碱性物质使之中和，碱性废水可投加酸性物质或利用烟道气中和。3农业生产调节控制土壤的pH使之适宜作物生长，提高作物的质量和产量
2、。4在医疗上可以通过测试和调节pH来进行诊断和治疗疾病。5在科学实验和工业生产方面溶液pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的关键因素。探究升华思考探究(1)25 时，0.005 molL1的H2SO4溶液的pH是多少？1105 molL1的NaOH溶液的pH是多少？【提示】H2SO4溶液pH12。NaOH溶液中c(OH)1105 molL1，则c(H)Kw/c(OH)1109 molL1，则pH9(2)25 某溶液由水电离出的c(H)11012 molL1，请探究该溶液的pH可能为多少？【提示】若为酸性溶液，则水电离出的c(OH)11012 molL1，则c(H)molL11102 m
3、olL1，则pH2；若为碱性溶液，则c(H)c(H)水11012 molL1，则pH12。(3)pH1的盐酸加入等体积的pH4的盐酸，pH为多少？【提示】pH1的盐酸和pH4的盐酸等体积混合后，c(H)molL1101 molL1，pH1.3。(4)25 时，pH13的NaOH溶液与pH11的Ba(OH)2溶液等体积混合，混合溶液的pH计算过程如下：pH13的NaOH溶液c(H)1013 molL1pH11的Ba(OH)2溶液c(H)1011 molL1故二者的混合溶液中c(H)(1013 molL11011 molL1)51012 molL1故pHlgc(H)lg(51012)11.3该计算
4、过程正确吗？【提示】不正确。强碱混合求pH时，应先计算溶液中的c(OH)，然后借助Kw求c(H)，最后求得pH。c(OH)0.050 5 molL1pHlglg(1.981013)13lg1.9812.7。认知升华1单一溶液pH的计算(1)强酸溶液，如HnA溶液，设溶质的物质的量浓度为c molL1，c(H)nc molL1，pHlg c(H)lg nc。(2)强碱溶液，如B(OH)n溶液，设溶质的物质的量浓度为c molL1，c(H)molL1，pHlg c(H)14lg nc。2两强酸混合后pH的计算由c(H)混先求出混合后的c(H)混，再根据公式pHlg c(H)求pH。若两强酸溶液等体
5、积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH3和pH5的盐酸等体积混合后，pH3.3。3两强碱混合后pH的计算由c(OH)混先求出混合后的c(OH)混，再通过KW求出混合后的c(H)，最后求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH9和pH11的烧碱溶液等体积混合后，pH10.7。4强酸、强碱混合后溶液pH的计算方法(1)若强酸、强碱混合恰好完全反应，则混合后溶液中的pH7(25 )。(2)若酸过量，直接求反应后溶液中的c混(H)，c混(H)。(3)若碱过量，应先求混合后溶液中的c混(OH)，再求c混(
6、H)，c混(OH)，c混(H)。题组冲关1根据常温下，水的离子积KWc(H)c(OH)，回答下列问题： 【导学号：29910036】(1)c(H)为1.0102molL1的某溶液中，c(OH)为_，其pH为_。(2)pH3的某盐酸溶液中，c(H)为_，由水电离产生的c(H)为_。(3)c(H)为1.01012 molL1的溶液呈_性，你判断的依据是_。(4)将0.4 g NaOH固体溶于水，得到1 L溶液，c(OH)_，c(H)_，pH_。【答案】(1)1012 molL12(2)103molL11011 molL1(3)碱c(OH)c(H)(4)0.01 molL11012 molL1122
7、常温下，pH2的盐酸与pH4的盐酸，若按110的体积比混合后，溶液的c(H)为_，pH为_。【解析】c(H)molL1103 molL1，pH3。【答案】1103 molL133常温下，将200 mL 5103 molL1 NaOH溶液与100 mL 2102 molL1 NaOH溶液混合后，溶液的c(OH)为_，c(H)为_，pH为_。【答案】1.0102 molL11.01012 molL1124常温下，pH12的NaOH溶液与pH2的硫酸，若等体积混合后，溶液的pH为_；若按911的体积比混合后，溶液的pH为_；若按119的体积比混合后，溶液的pH为_。【答案】7311酸、碱 溶 液 稀
8、 释 时 pH 的 变 化基础初探教材整理1对于强酸溶液，每稀释10倍体积，pH增大1个单位；对于弱酸溶液，每稀释10倍体积，pH增大不足1个单位。无论稀释多少倍，酸溶液的pH不能等于或大于7，只能趋近于7。2对于强碱溶液，每稀释10倍体积，pH减小1个单位；对于弱碱溶液，每稀释10倍体积，pH减小不足1个单位。无论稀释多少倍，碱溶液的pH不能等于或小于7，只能趋近于7。3强酸溶液：pHa，加水稀释10n倍，则pHan(an7)。 4弱酸溶液：pHa，加水稀释10n倍，则apHan(an7)pHb。探究升华思考探究pH2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如
9、图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 molL1)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则问题思考：(1)判断一元酸x、y的强、弱。【提示】x是强酸，y是弱酸。(2)c(x)与c(y)的相对大小关系如何？【提示】c(x)c(y)。(3)Vx与Vy的相对大小关系如何？【提示】Vxc(H)y，pHxpHy。认知升华1相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较(见下表和图像)c(H)酸性中和碱与足量活泼的能力金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率一元强酸大强相同相同大一元弱酸小弱小加水稀释时的pH变化情况2相同体积、相同c(H)的一元强酸(如盐酸
10、)与一元弱酸(如醋酸)的比较(见下表和图像)c(H)酸性中和碱的能力与足量活泼金属反应产生H2的总量与同一金属反应时的起始反应速率一元强酸相同相同小少相同一元弱酸大多加水稀释时的pH变化情况题组冲关题组1酸、碱溶液稀释后pH变化规律1pH相同的醋酸溶液和盐酸，分别用蒸馏水稀释到原溶液的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH仍相同，则m和n的关系量是()Amn BmnCmn D无法判断【解析】因为醋酸是弱酸，加水后促进电离，醋酸电离度增加，加水后，氢离子浓度在减小的过程中氢离子的物质的量增大，而盐酸是强酸在水中完全电离，加水后，氢离子浓度只是在减小，氢离子的物质的量不变，所以要使稀释后两溶液pH值相同，
11、则醋酸的体积比盐酸的体积要大，就必须使mn，答案选B。【答案】B2常温下，关于溶液的稀释，下列说法正确的是() 【导学号：29910037】ApH3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H)1106 molL1C将1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6【解析】A项，CH3COOH是弱酸，在稀释过程中电离程度增大，稀释100倍后，3pHc，B正确；C项，温度不变，KW不变，故C错；D项，pH：ba，故c(H)：ab，D错。【答案】B5现有体积相同、pH均为2的盐酸和
12、醋酸，下列叙述错误的是 ()A盐酸溶液中的c(Cl)与醋酸溶液中的c(CH3COO)相等B它们与NaOH完全中和时，醋酸溶液所消耗的NaOH多C分别用水稀释相同倍数时，n(Cl)n(CH3COO)D它们分别与足量CaCO3反应时，放出的CO2一样多【解析】两种溶液中分别存在c(CH3COO)c(OH)c(H)，c(Cl)c(OH)c(H)，因pH相等，则c(CH3COO)c(Cl)，故A正确；醋酸为弱酸，pH相同时，醋酸浓度较大，则与NaOH完全中和时，醋酸溶液所消耗的NaOH多，故B正确；加水稀释，促进醋酸的电离，醋酸溶液酸性较强，由电荷守恒c(CH3COO)c(OH)c(H)，c(Cl)c
13、(OH)c(H)，可知n(Cl)n(CH3COO)，故C正确；醋酸浓度较大，体积相同时物质的量较大，则与足量CaCO3反应时，放出的CO2醋酸较多，故D错误。【答案】D6浓度均为0.10 molL1、体积均为V0的MOH和ROH溶液，分别加水稀释至体积V，pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是()AMOH的碱性强于ROH的碱性BROH的电离程度：b点大于a点C若两溶液无限稀释，则它们的c(OH)相等D当lg2时，若两溶液同时升高温度，则增大【解析】由图像分析浓度为0.10 molL1的MOH溶液，在稀释前pH为13，说明MOH完全电离，则MOH为强碱，而ROH的pH13，说明ROH没有完全
14、电离，ROH为弱碱。AMOH的碱性强于ROH的碱性，A正确。B曲线的横坐标lg越大，表示加水稀释体积越大，由曲线可以看出b点的稀释程度大于a点，弱碱ROH存在电离平衡：ROH ROH，溶液越稀，弱电解质电离程度越大，故ROH的电离程度：b点大于a点，B正确。C若两溶液无限稀释，则溶液的pH接近于7，故两溶液的c(OH)相等，C正确。D当lg2时，溶液V100V0，溶液稀释100倍，由于MOH发生完全电离，升高温度，c(M)不变；ROH存在电离平衡：ROH ROH，升高温度促进电离平衡向电离方向移动，c(R)增大，故减小，D错误。【答案】D学业分层测评(十三)(建议用时：45分钟)学业达标1下列
15、说法正确的是()ApH2的H2SO4与pH1的硝酸溶液中c(H)之比为110B0.2 molL1与0.1 molL1醋酸中c(H)之比为21C100 时，纯水的pH6，显酸性D100 mL pH3的盐酸和醋酸溶液，分别与足量锌反应后，所得H2的质量相等【解析】pH2的H2SO4溶液中c(H)0.01 molL1，pH1的HNO3溶液中c(H)0.1 molL1，二者c(H)之比为110。【答案】A2将pH8和pH10的两种NaOH溶液等体积混合后，溶液中c(H)最接近于() 【导学号：51182019】A. (1081010) mol/LB(1081010) mol/LC(110451010)
16、 mol/LD21010 mol/L【解析】两种性质相同的溶液相混合时，可按溶质混合前后守恒、溶液体积相加和求混合后溶液的浓度。此处给出的是pH，据此可求出c(H)，进而再求出c(OH)，然后计算混合液的c(OH)及c(H)。pH8，c(H)108 mol/L，c(OH)mol/L106 mol/L。pH10，c(H)1010 mol/L，c(OH)mol/L104 mol/L。等体积混合后混合溶液中，c(OH)mol/L。混合溶液中，c(H)mol/L21010 mol/L。【答案】D3常温下，将0.1 molL1盐酸和0.06 molL1氢氧化钡溶液等体积混合后，该混合溶液的pH是()A1
17、.7 B12.3C12 D2【解析】两溶液混合，酸液先计算c(H)，碱液先计算c(OH)，再根据KW计算c(H)，酸碱中和谁过量先计算谁，最后根据pHlg c(H)计算溶液的pH。【答案】C4室温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以32体积比混合，所得溶液pH12，则原溶液的浓度为()A0.01 molL1 B0.017 molL1C0.05 molL1 D0.50 molL1【解析】设原溶液的浓度为c，两者反应后碱过量，应先求c(OH)，c(OH)0.01 molL1，解得c0.05 molL1。【答案】C5在25 的条件下，将体积都为10 mL，pH都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释到a
18、mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积为()Aab10 mL Bab10 mLCab【解析】因为醋酸是弱酸，盐酸是强酸，在稀释相同体积后，醋酸的pH变化相对盐酸小，则当稀释后两者的pH仍相等，故ab。【答案】D625 时，将某强酸和某强碱溶液按110的体积比混合后，溶液恰好呈中性，则混合前此强酸和强碱的pH和为()A12 B13C14 D15【解析】强酸和强碱溶液按110的体积比混合恰好呈中性，则说明酸溶液中的氢离子浓度等于碱溶液中的氢氧根离子的浓度的10倍，故pH和为13，选B。【答案】B7常温下，下列各混合或稀释后溶液中，pH最大的是()ApH11的烧碱溶液稀释1
19、000倍BpH11的氨水稀释1 000倍CpH4的醋酸和pH10的烧碱溶液等体积混合DpH5的盐酸稀释1 000倍【解析】pH11的烧碱溶液稀释1 000倍后，pH8；pH11的氨水稀释1 000倍后，由于稀释促进电离，pH8；pH4的醋酸和pH10的烧碱溶液等体积混合后，醋酸过量，溶液呈酸性，pHa2【解析】由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH增大程度不同，说明两种酸的强弱不同，故pH2的两种酸的浓度一定不同，A项错误；由图像知，稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH，则A中c(H)小于B中c(H)，A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱，B项错误；a5时表明，pH2的A酸溶液稀释1 000倍，pH增加3
20、，故A一定是强酸；pH2的B酸溶液稀释1 000倍后，pHa2，故A是强酸，则a5，D项错误。【答案】C9t 时，某稀硫酸溶液中c(H)10a molL1，c(OH)10b molL1，已知ab13。(1)该温度下的离子积常数KW_。(2)该温度下(t )，将100 mL 0.1 molL1的稀H2SO4溶液与100 mL 0.4 molL1的NaOH溶液混合后(溶液体积变化忽略不计)，溶液的pH_。【解析】(1)该温度下，水的离子积：KWc(H)c(OH)10(ab)1.01013。(2)c(OH)01 molL1，c(H)KW/c(OH)11012 molL1，pH12。【答案】(1)1.
21、01013(2)1210已知室温下，求下列溶液的pH：(1)某H2SO4溶液的浓度是0.005 molL1，此溶液的pH为_。用水稀释到原来体积的100倍，pH为_。再继续稀释104倍，pH为_。(2)pH3的盐酸与pH5的硫酸等体积混合，pH为_。(3)pH10和pH12的两种NaOH溶液等体积混合，pH为_。(4)pH12的NaOH溶液和pH4的HCl溶液等体积混合，pH为_。【解析】(1)c(H)0.005 molL120.01 molL1，pHlg 1022。c(H)0.01 molL1100104 molL1，pHlg 1044。pH接近7(酸无限稀释后不会变成碱)。(2)c(H)m
22、olL15104 molL1，pHlg(5104)4lg 53.3(强调103是105的100倍，所以105可以忽略不计。)(3)c(OH)molL15103 molL1，c(H)molL121012 molL1。pHlg(21012)12lg 211.7。(4)NaOH溶液中c(OH)102 molL1；HCl溶液中c(H)104 molL1，二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。所以反应后c(OH)molL15103 molL1，c(H)molL121012 molL1，pHlg(21012)12lg 211.7。【答案】(1)24接近7(2)3.3(3)11.7(4)11.7能力提升
23、11室温时，在一定体积pH12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2恰好完全沉淀时，溶液pH11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是() 【导学号：51182021】A19 B11C12 D14【解析】pH12的氢氧化钡溶液中c(H)11012 molL1，c(OH)molL11102molL1，cBa(OH)20.5102 molL1；反应后溶液pH11，c(H)11011 molL1，c(OH)molL11103 molL1。设氢氧化钡溶液体积为V1 L，硫酸氢钠溶液的体积为V2 L。依题意知，n(Ba2)n(SO)。由Ba(OH)2NaHSO4=BaSO4NaOHH2O知，生成的氢氧化钠的物质的量为n(NaOH)nBa(OH)20.5102 V1 mol,0.5102 V1 /(V1V2)1103，V1V214。【答案】D12室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是()ApH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合BpH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合CpH3的醋酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合DpH3的硫酸和pH11
