專題：pH計算和離子濃度大小比較魯科版 選修 化學反應原理復習

有關溶液PH的計算【教學內容】PH的應用【教學目標】1、理解水的電離，溶液pH等概念。2、掌握有關PH的計算

【內容】有關溶液PH的計算1.求強酸溶液的PH例1：求1×10-3mol/LHCl溶液的PH 解：PH=-lg10-3=3例2：求1×10-3mol/LH2SO4溶液的PH解：PH=-lg2×10-3=3-lg2=2.求強堿溶液的PH例1：求LNaOH溶液的PH 解:C(H+)=1×10-13mol/LPH=-lg10-13=13例2：求LBa(OH)2溶液的PH 解:C(H+)=5×10-14mol/LPH=-lg5×10-14=14-lg53.求混合溶液的PH (1)求強酸與強酸混合溶液的PH例1：LHCl與LHCl混合，求該混合溶液的PH值。C(H+)=×+×mol/+L=LPH=×10-1=1-例2：將PH=1和PH=3的鹽酸溶液等體積混合，求該混合溶液的PH值。解:C(H+)=×V+×V)mol/2VL=lPH=×10-2=2-=(2)求強堿與強堿混合溶液的PH例1：LNaOH與LBa(OH)2混合，求該混合溶液的PH值。解：C(OH_)=×+××2)mol/+L=LC(H+)=3×10-14mol/LPH=-lg3×10-14=14-lg3例2：將PH=11和PH=13的NaOH溶液等體積混合，求該混合溶液的PH值。解:C(HO-)=×V+×V)mol/2VL=lC(H+)=1。98×10-13mol/LPH=-lg1。98×10-13=13-lg1。98=12。7(3)求強酸與強堿混合溶液的PH例1：LHCl與LNaOH混合，求該混合溶液的PH值。解：n(H+)=1×10-3moln(OH_)=mol余:C(OH-)=C(H+)=1×10-10mol/LPH=1×10-10=10例2：將PH=6的HCl和PH=10的NaOH溶液等體積混合，求該混合溶液的PH值。解:C(H+)=1×10-6mol/Ln(H+)=1×10-6Vmoln(OH-)=1×10-4Vmol故余約n(OH-)=1×10-4VmolC(OH-)=5×10-5mol/LC(H+)=2×10-10mol/LPH=-lg2×10-10=10-lg2小結:強酸、強堿溶液兩兩等體積混合時pH的計算混合物質兩種溶液pH關系混合后溶液pHA、B均為酸pHA<pHBpHA+A、B均為堿pHA<pHBA是酸、B是堿pHA+pHB=147pHA+pHB<14(酸剩余)pHA+pHA+pHB>14(酸剩余)注意：酸堿溶液的pH之差必須≥2，否則誤差較大值變化C(H+)變化例：某鹽酸溶液，欲PH值增1或減1，問C(H+)怎樣變化？結論：強酸溶液，PH值每增加1個單位，C(H+)變?yōu)樵瓭舛鹊?/10倍；

PH值每減少1個單位，C(H+)變?yōu)樵瓭舛鹊?0倍5.強酸、強堿的稀釋及過度稀釋的PH計算例1.在10mL10-4mol/LHCl溶液中加水至100mL時，溶液的PH值是____5_______；若加水至105mL時，溶液的PH值___PH→7但略小于7_例2.在10mLPH=10的NaOH溶液中加水至1000mL時，溶液的PH值是____8_______；若加水至106mL時，溶液的PH值________PH→7但略大于7思考：比較下列各組酸稀釋后的PH大小:均為1的鹽酸和硫酸用蒸餾水稀釋相同倍數,則前PH___后PH2.濃度均為1mol/L的鹽酸和硫酸用蒸餾水稀釋相同倍數,則前PH____后PH均為1的鹽酸和醋酸用蒸餾水稀釋相同倍數,則前PH___后PH4.濃度均為1mol/L的鹽酸和醋酸用蒸餾水稀釋相同倍數,則前PH____后PH綜合計算舉例：例125℃時，將某強酸和某強堿溶液按1∶10的體積比混合后溶液恰好中性，則混合前此強酸與強堿溶液的pH之和是.13C解析由H++OH-H2O，溶液呈中性，則n(H+)=n(OH-)，即c(H+)酸·1=c(OH-)堿·10，將c(OH-)堿=代入并整理得pH酸+pH堿=13。本題正確答案為B。

*例2若室溫時，VaLpH=a的CH3COOH溶液與VbLpH=6的NaOH溶液混合，恰好完全反應，則該CH3COOH的電離度（1）當=1時，=______；（2）當=10時，______；（3）當=時，=______。解析設CH3COOH的濃度為cmol/L。pH=a的CH3COOH中c(H+)=10-amol/L;pH=b的NaOH溶液中c(OH-)=10(b-14)mol/L。因恰好反應，則有Va×c=Vb×10(b-14)，即c=×10b-14。=×100%=×10（14-a-b）×100%討論：（1）當=1時，代入上式即得=10(16-a-b)%；（2）當=10時，代入上式即得=10（17-a-b）%；（3）當=時，代入上式即得=10（15-a-b）%例3有兩瓶pH=12的堿溶液，一瓶是強堿，一瓶是弱堿?，F有石蕊試液、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水而無其它試劑。簡述如何用簡便的方法判斷哪瓶是強堿。解析利用加水稀釋過程中，強電解質和弱電解質溶液中離子濃度的變化程度不同這一特點可解決問題。稀釋過程中，因弱電解質繼續(xù)電離，所以在稀釋相同倍數時，強電解質溶液中離子濃度的減小程度明顯大于弱電解質。本題正確答案為：各取等體積堿液少許，加水稀釋相同倍數（如100倍），然后用pH試紙檢驗，pH變化大的為強堿溶液。溶液中離子濃度的比較1、離子濃度大小的比較規(guī)律（1）多元弱酸溶液，根據多步電離分析。H3(PO4)3溶液中：c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)（2）多元弱酸的正鹽溶液根據弱酸根離子分步水解分析。Na2CO3溶液中：c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)（3）不同溶液中同一離子濃度的比較，要看溶液中其他離子對其影響的因素?！揪毩?】在相同物質的量濃度的下列溶液中：①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4,c(NH4+)由大到小的順序是：【練習2】在mol/l的NH3·H2O溶液中，下列關系正確的是A．C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)B．C(NH4+)＞C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(H+)C．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＝C(OH-)＞C(H+)D．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)2、兩種守恒（1）電荷守恒:指電解質溶液中陽離子所帶正電荷總數等于陰離子所帶負電荷總數;如NaHCO3溶液中：方法：找出溶液中所有的陰陽離子，陽離子的濃度之和等于陰離子的濃度之和，需要注意的是離子濃度的系數是離子本身所帶的電荷數的絕對值。n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)推出：[Na+]＋[H+]＝[HCO3-]＋2[CO32-]＋[OH-]（2）物料守恒:電解質溶液中由于電離或水解因素，離子會發(fā)生變化變成其它離子或分子等，但離子或分子中某種特定元素的原子的總數是不會改變的。方法：找到該物質中非氫非氧的兩種元素，看他們滿足的比例關系，然后找到這兩種元素在溶液中的所有存在形式，讓所有存在形式之和滿足固定的比例。對應濃度的系數為該原子在這種離子中的原子個數。如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(c)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)（3）質子守恒：根據溶液中由水電離出的H+與OH-的濃度相等如：Na2CO3溶液顯堿性，由水電離產生的H+與OH-的濃度相等，由水電離產生的H+有三種存在形式：H+、HCO3-、H2CO3所以有c(OH-)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋2c(H2CO3)題型一：單一溶液中離子濃度的大小比較【例1】在氯化銨溶液中，下列關系式正確的是A．C(Cl-)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)B．C(NH4+)＞C(Cl-)＞C(H+)＞CC(OH-)C．C(Cl-)＝C(NH4+)＞C(H+)＝C(OH-)D．C(NH4+)＝C(Cl-)＞C(H+)＞C(OH-)【例2】在mol/l的NH3·H2O溶液中，下列關系正確的是A．C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)B．C(NH4+)＞C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(H+)C．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＝C(OH-)＞C(H+)D．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)題型二：混合溶液中離子濃度的大小比較【例3】把／LCH3COOH溶液和LNaOH溶液等體積混合，則混合溶液中微粒濃度關系正確的是（）

Ａ．C(CH3COO-)＞C(Na+)Ｂ．C(CH3COOH)＞C(CH3COO-)

Ｃ.2C(H+)＝C(CH3COO-)－C(CH3COOH)Ｄ．C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=【例4】用物質的量都是mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C(CH3COO-)＞C(Na+)，對該混合溶液的下列判斷正確的是()(H+)＞C(OH-)(CH3COOH)＋C(CH3COO-)＝mol/L(CH3COOH)＞C(CH3COO-)(CH3COO-)＋C(OH-)＝mol/L【練習3】現有NH4Cl和氨水組成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)①若溶液的pH=7，則該溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；②若溶液的pH>7，則該溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；③若C(NH4＋)<C(Cl－)，則溶液的pH7。隨堂練習：1.下列溶液中有關物質的量濃度關系正確的是（）A．pH=2的HA溶液與pH=12的MOH溶液任意比混合：c(H+)+c(M+)==c(OH-)+c(A-B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三種溶液：c(NaOH)＜c(CH3COONa)＜c(Na2CO3)C．物質的量濃度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等體積混合：c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH)D．·L-1的NaHA溶液，其pH=4：c(HA-)＞c(H+)＞c(H2A)＞c(A2-)解析：選項A中根據電荷守恒，此關系式正確；選項B中pH相等，溶液中的c(OH－)相等，根據酸性越弱，水解越強，所以溶液中c(Na2CO3)＜c(CH3COONa)；選項C中根據電荷守恒得：c(H＋)＋c(Na＋)=c(OH－)＋c(CH3COO－)……①，由于c(CH3COOH)＝c(CH3COONa)，且它們等體積混合，由原子守恒得：2c(Na＋)=c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)……②，將①×2－②得：c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)；選項D中NaHA溶液的pH＝4，溶液呈酸性，即c(H＋)＞c(OH－)，同時也可以判斷HA－以電離為主，所以離子濃度的大小順序是：c(HA－)＞c(A2－)＞c(H＋)＞c(H2A)。答案：A、C。2.向三份，LCH3COONa溶液中分別加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固體（忽略溶液體積變化），則CH3COO-濃度的變化依次為（）A．減小、增大、減小 B．增大、減小、減小C．減小、增大、增大 D．增大、減小、增大解析：CH3COONa為強堿弱酸鹽水解后溶液呈堿性，NH4NO3和FeCl3為強酸弱堿鹽水解后溶液呈酸性，因此，這兩種鹽能促進CH3COONa的水解，溶液中的CH3COO－減小；Na2SO3為強堿弱酸鹽，水解后溶液呈堿性，抑制CH3COONa的水解，溶液中的CH3COO－濃度增大。答案：A。3.鹽酸、醋酸和碳酸氫鈉是生活中常見的物質。下列表述正確的是（）A．在NaHCO3溶液中加入與其等物質的量的NaOH，溶液中的陰離子只有CO和OH-B．NaHCO3溶液中：c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)C．10·L-1CH3COOH溶液加入等物質的量的NaOH后，溶液中離子的濃度由大到小的順序是：c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c（OH-）＞c(H+)D．中和體積與pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液