3.2.3 溶液pH的计算 课件 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

第二节 水的电离和溶液的pH　 第3课时 溶液pH的计算 人教版选择性必修1 1.掌握单一溶液pH的计算方法。 2.掌握混合溶液pH的计算方法。 3.熟知溶液稀释过程中pH的变化规律。 学习目标 混合溶液 pH 计算的基本思路和方法 重难点 复习回顾： 1、pH与c(H+)有何定量关系？ 2、Kw的计算公式？ 通过 pH与c(H+)定量 关系，我们能否通过计算的方法求出溶液的pH呢？ 试分析下面两溶液的 pH 解题思路 25 ℃时 1： 0.01mol/L的盐酸的pH -------- 解题思路 2: 0.01mol/L的NaOH溶液pH -------- 解题思路 一．单一溶液pH的计算 （1）酸性溶液中，先求c(H+)，再计算pH = -lgc(H+)； （2）碱性溶液中，先求c(OH-)，再由c(H+) = 求 c(H+)，最后计算pH = -lgc(H+)。 思维建模 例题1：①求常温下，0.05 mol/L H2SO4溶液的pH ②求常温下，0.05 mol/L Ba(OH)2溶液的pH c (H+) ＝0.1×1＝0.1 mol/L pH ＝－lg 0.1 ＝ 1 c(OH－) ＝0.005×2＝0.01mol/L pH＝12 练习：求常温下，pH=2的H2SO4中硫酸的浓度 pH=14 Ba(OH)2中Ba(OH)2的浓度 注意：若为弱酸、弱碱时,可根据Ka、Kb或电离度α计算 c(H+)或c(OH¯)。 例: 常温下0.01 mol/L CH3COOH 溶液的电离度为3%，求CH3COOH的pH。 c (H+)=C(CH3COOH)×α ＝0.01×0.03＝3×10-4 mol/L pH＝－lg(3×10-4)＝4 - lg3 1、强酸混合， 先求c(H+)混合 再计算pH 思维建模 二．混合溶液pH的计算 例题2：①0.1 mol/L HCl与0.001mol/L HCl等体积混合，求混合溶液的pH ②pH=3和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH。 ③pH=3和pH=6的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH 规律1：pH之差≥2两种强酸溶液等体积混合，则混合溶液的pH为： pH混=pH小 +0.3 2、强碱混合：先求c(OH-) 再求 c(H+)最后算pH 混合 c(H+) = 例题3： ①浓度0.1mol/L和0.001mol/L的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值 ②pH=11和pH=8的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。 规律2：pH之差≥2两种强碱溶液等体积混合，则混合溶液的pH为： pH混=pH大 - 0.3 总结：酸按酸，碱按碱，同强等混弱点3（比最强的弱0.3） ① 恰好完全反应，pH=7(25℃)； ② 酸过量，先求 ，再计算pH = -lgc(H+)； ③ 碱过量，先求 ，再求c(H+) = ， 最后计算pH = -lgc(H+)。 思维建模 3、强酸和强碱混合 混合 混合 例题4： ①常温，pH=11 NaOH和pH=3 HCl 等体积混合，求混合溶液的pH值 ②常温，100ml 0.6mol/L HCl与100ml 0.4mol/L NaOH溶液混合，求混合溶液的pH值。 ③常温，100ml 0.4mol/L HCl与100ml 0.6mol/L NaOH溶液混合，求混合溶液的pH值。 【练习】1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于( ) A．9.0 B．9.5 C．10.5 D．11.0 C 7 1 13 三、混合溶液酸碱性的判断 规律一：常温下，pH之和为14的酸碱等体积混合 谁弱谁过量，谁弱显谁性；同强显中性。 若为强酸与强碱，则pH=7； 若为强酸与弱碱，则pH>7 若为弱酸与强碱，则pH<7 { 原因：酸碱已电离出的H+与OH-恰好中和，谁弱谁的有储备，中和后还能继续电离 【例5】 (1)pH为12 的NaOH溶液和pH为2的醋酸溶液等体积相混合，则混合液呈_性 (2)pH为12 的氨水和pH为2 的盐酸等体积相混合，则混合液呈____ 性 (3)pH为2 的盐酸和pH为12 的某碱等体积相混合，则混合液pH________ (4)pH为12 的NaOH溶液和pH为2的某酸溶液等体积相混合，则混合液pH __ 酸 碱 ≥7 ≤7 规律二：常温时等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合 若混合前pH1 + pH2 >14，则溶液显碱性，pH混>7； 若混合前pH1 + pH2 =14，则溶液显中性，pH混=7 若混合前pH1 + pH2 <14，则溶液显酸性，pH混<7； { 四、溶液稀释后pH的计算 (1)强酸、强碱溶液稀释 ①强酸溶液稀释，先求出稀释后的c(H+)，再求pH。 ②强碱溶液稀释，先求出稀释后的c(OH-)，再求pH。 例6： ①25℃时,pH = 1的盐酸稀释10倍,100倍，1000倍 后pH分别变为多少？无限稀释后呢？ ②25℃时,pH = 13的NaOH溶液稀释10倍,100倍，1000倍后， pH分别变为多少？无限稀释后呢？ 2 3 4 pH<7且无限接近7 12 11 10 pH>7且无限接近7 (2) 弱酸、弱碱溶液稀释 弱酸、弱碱溶液稀释时，会促进弱酸、弱碱的电离，c(H+)或c(OH-) 降低的倍数小于强酸或强碱稀释的倍数。 例7：①常温下， pH = 3的醋酸稀释100倍，pH变为多少？ ②常温下， pH = 10的氨水稀释100倍，pH变为多少？ 3<pH<5 8<pH<10 归纳：溶液稀释后pH的计算 （1）pH=a { 强酸 pH=a+n(室温下，a+n＜7) 加水稀释10n 弱酸 a < pH< a+n(室温下，a+n＜7) 加水稀释10n （2）pH=b { 强碱 pH=b- n(室温下，b-n＞7) 加水稀释10n 加水稀释10n 弱碱 b- n< pH< b(室温下，a+n＜7) （3）常温下，无限稀释7为限！ 原因：无限稀释的溶液应考虑水的电离，即酸溶液无论怎样稀释pH不可能 大于7成为碱溶液；碱溶液无论怎样稀释pH不可能小于7成为酸溶液。 （4）pH相同（即c(H+)相同的强酸与弱酸加水稀释相同倍数时，强酸pH变化大； 等浓度的强酸与弱酸加水稀释相同倍数时，强酸pH变化大 （5）pH相同（即c(H+)相同的强碱与弱碱加水稀释相同倍数时，强碱pH变化大； 等浓度的强碱与弱碱加水稀释相同倍数时，强碱pH变化大 教学过程 不管是单一溶液还是混合溶液，只要溶液最后显酸性就先求c(H+)，再计算pH； 溶液显碱性就先求c(OH-)，再由c(H+) = 求 c(H+)，最后计算pH = -lgc(H+)。 思维建模 教学过程 练习：已知在100 ℃时水的离子积Kw＝1×10－12，下列溶液的温度均为100 ℃。其中说法正确的是(　 　) A．0.005 mol·L－1 的H2SO4溶液，pH＝2 B．0.001 mol·L－1 的NaOH溶液，pH＝11 C．0.005 mol·L－1 的H2SO4溶液与0.01 mol·L－1 的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性 D．完全中和pH＝3的H2SO4溶液50 mL，需要pH＝9的NaOH溶液100 mL 【答案】A 练习2． 课堂练习 工业废水的种类很多，其中酸碱废水是常见的工业废水，主要来自钢铁厂、化工厂、染料厂、印染厂、皮革厂、造纸厂、炼油厂等。酸碱废水具有较强的腐蚀性，需经适当治理方可外排。治理酸碱废水一般原则是高浓度酸碱废水，应优先考虑回收利用，可采用浓缩的方法回收酸碱。低浓度的酸碱废水，如酸洗槽的清洗水，碱洗槽的漂洗水，应进行中和处理。 (1)常温下，甲酸性废水的pH是4，乙酸性废水的pH是5，则甲与乙的c(OH－)之比为 。 (2)在某温度时，测得0.01 mol·L－1的NaOH溶液的pH为11。 ①该温度下水的离子积常数Kw＝ 。 ②在此温度下，已知碱性废水与酸性废水完全电离，将pH＝a的碱性废水Va L与pH＝b的酸性废水Vb L混合。 若所得混合液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝ ；若所得混合液为中性，且a＋b＝12，则Va∶Vb＝ 。 教学过程 【答案】(1) 1∶10 (2) ①10－13 ②1∶10 10∶1【解析】(1)常温下，水的离子积常数Kw＝10－14，甲的pH是4，c(H＋)＝10－4mol·L－1，则c(OH－)＝10－10mol·L－1；乙的pH是5，c(H＋)＝10－5mol·L－1，则c(OH－)＝10－9mol·L－1。所以甲与乙的c(OH－)之比为10－10mol·L－1∶10－9mol·L－1＝1∶10。(2)①由题意知，溶液中c(H＋)＝10－11mol·L－1，c(OH－)＝0.01 mol·L－1，故Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－13。②根据中和反应：H＋＋OH－===H2Oc(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱 10－2·Vb＝10－13/10－12·Va，则Va/Vb＝1∶10若所得混合液为中性，且a＋b＝12，Va/Vb＝10-b/10(a－13)＝1013－a－b＝10，则Va∶Vb＝10∶1。 $$