内容正文:
3.2.2 溶液pH的计算
第三章 第二节 水的电离和溶液的酸碱性
[学习目标定位]
1.学会pH的简单计算。
2.了解溶液稀释时pH的变化规律,会计算各类混合溶液的pH。
新知导学
1.强酸、强碱溶液pH的计算
(1)计算c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H+)= mol·L-1;
②pH=______
(2)计算c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
①c(OH-)= mol·L-1;
②c(H+)= = mol·L-1;
③pH= 。
一、酸碱溶液混合后pH的计算方法
nc
-lg nc
nc
14+lg nc
(3)强酸与强碱混合
①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7 (25 ℃)。
②酸过量:
再求pH。
③碱过量:
先求c(OH-)余= ,
再求c(H+)= ,最后求pH。
例1 请依据pH的定义式计算下列溶液的pH(25 ℃)。
(1)0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中,其pH为 。
(2)将0.4 g NaOH固体溶于水,得到1 L溶液,pH= 。
1
12
答案
例2 常温下,pH=2的盐酸与pH=4的盐酸按1∶10的体积比混合后(混合后溶液体积为二者之和),溶液的pH= 。
3
答案
解析
解析 设pH=2的盐酸体积为V,则pH=4的盐酸的体积为10V,混合后
则pH=-lg c(H+)=3。
例3 (2017·宁夏育才中学高二月考)常温下,若1体积硫酸与2体积pH=11的氢氧化钠溶液混合后的溶液的pH=3(混合后体积变化不计),则二者物质的量浓度之比应为
A.5∶1 B.5∶2
C.1∶5 D.2∶5
√
答案
解析
1.室温下计算下列酸溶液稀释后的pH
(1)pH=2的盐酸,若加水稀释10倍,其pH为 ;若加水稀释10n倍,其pH为 。
(2)若将pH=5的盐酸加水稀释103倍,其pH 。
(3)pH=2的醋酸溶液,若加水稀释10倍,其pH大小范围应是 。
二、酸碱溶液稀释后的pH变化规律
3
2+n
接近于7
2<pH<3
2.室温下计算下列碱溶液稀释后的pH
(1)pH=11的氢氧化钠溶液,若加水稀释10倍,其pH为 ;若加水稀释10n倍,其pH为 。
(2)pH=11的氨水,若加水稀释10n倍,其pH大小范围应是 ;若无限稀释时,其pH 。
10
11-n
(11-n)<pH<11
接近于7
酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化示意图
归纳总结
图示
例4 常温下,关于溶液的稀释下列说法正确的是
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c(H+)=
1×10-6 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
答案
解析
√
解析 A项,pH=3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,3<pH<5;
B项,pH=4的H2SO4溶液稀释100倍时,溶液中的c(H+)=1×10-6 mol·L-1,溶液中的c(OH-)水=1×10-14/1×10-6 mol·L-1=1×10-8 mol·L-1,c(H+)水=c(OH-)水=1×10-8 mol·L-1;
C项,0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时,c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13;
D项,NaOH是强碱溶液,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。
例5 某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是
A.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线
B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强
C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大
D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度
√
答案
解析
解析 根据电解质的电离平衡特点知:Ⅱ应为醋酸溶液稀释时的pH变化曲线,A项错误;
溶液导电性取决于离子浓度,b点的H+浓度大,导电性强,B项正确;
Kw的大小取决于温度,C项错误;
相同pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液浓度远大于盐酸的浓度,稀释到相同体积时,醋酸溶液(Ⅱ)浓度大于盐酸(Ⅰ)浓度,D项错误。
学习小结
1.溶液pH的计算
碱按碱、酸按酸,同强混合在中间;
异强混合看过量,无限稀释7为