化學(xué)選修4第三章第二節(jié)第3課時(shí)PH的計(jì)算

第三章水溶液中離子平衡第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性1/31/2024第3課時(shí)

pH的計(jì)算一.水的離子積常數(shù)

1.c(H+)·c(OH-)=Kw,Kw叫做水的離子積常數(shù)

2.Kw隨溫度的升高而增大

3.只要是電解質(zhì)溶液,就一定同時(shí)存在H+和OH-,且溶液中c(H+)·c(OH-)=Kw=1×10-14(25℃),即Kw適用于中性、酸性、堿性溶液中。

4.常溫時(shí),向純水中加入酸或堿,水的電離均受到抑制,但溶液中c(H+)·c(OH-)仍等于1×10-14,由水電離產(chǎn)生的c(H+)與c(OH-)仍相等,但小于1×10-7mol/L。[課前復(fù)習(xí)]二.酸堿性與溶液中H+OH-濃度的關(guān)系溶液酸堿性c(H+)(mol/L)c(OH-)(mol/L)c(H+)與c(OH-)的大小比較C(H+)·c(OH-)（25℃）酸性堿性中性>10-7<10-7c(H+)>c(OH-)1×10-14<10-7>10-7c(H+)<c(OH-)1×10-14=10-7=10-7c(H+)=c(OH-)1×10-14若是強(qiáng)堿,PH

。3.某溶液溫度升高,若是強(qiáng)酸,PH

;三.溶液的酸堿性與PH1.PH的概念:POH=-lgc(OH-)PH=-lgc(H+)2.溶液的酸堿性和PH的關(guān)系任意溫度25℃酸堿性與PH的關(guān)系酸性中性堿性c(H+)>c(OH-)c(H+)=c(OH-)c(H+)<c(OH-)PH<7PH=7PH>7H+濃度越大,PH越小,酸性越強(qiáng)OH-濃度越大,PH越大,堿性越強(qiáng)不變減小4.常見酸堿指示劑及變色范圍5.PH試紙的使用①不能用水潤(rùn)濕②要放在玻璃片（或表面皿）上③用玻璃棒蘸待測(cè)液滴于試紙上pH12

3.1

4.4

5

67

8

9

101112

1314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍(lán)色酚酞無色淺紅色紅色

1.某溫度下純水中的c(H+)=2×10-7mol/L,則此時(shí)c(OH-)=

mol/L2×10-7

2.80℃時(shí),純水的PH

7,為什么?<

3.PH=3的稀硫酸中,由水電離產(chǎn)生的H+的物質(zhì)的量濃度為

mol/L。1×10-11

4.100mL5×10-4mol/L的Ba(OH)2溶液的PH為

。[課前練習(xí)]11

5.下列四種溶液

A.PH=4B.c(H+)=1×10-5mol/L

C.c(OH-)=1×10-11mol/LD.PH=10。其中酸性最強(qiáng)的是

,堿性最強(qiáng)的是

。CD

6.有兩種溶液,其PH分別為3和5,則兩種溶液中OH-的物質(zhì)的量濃度之比為

。1:100

7.將Cl2通入0.05mol/L的H2S溶液中,恰好完全反應(yīng)時(shí),所得溶液的PH為

。1[課前練習(xí)]

8.(1)加熱稀NaOH溶液(忽略溶液的蒸發(fā)),則NaOH溶液的PH加熱前與加熱后相比（）

(2)加熱稀H2SO4溶液(忽略溶液的蒸發(fā)),則H2SO4溶液的PH加熱前與加熱后相比（）

A.前者大B.后者大

C.相等D.不能肯定AC故pH=-lgc(H+)=-lg1x10-12=12c(H+)=KWc(OH-)=1x10-140.01=1x10-12(mol/L)5.關(guān)于pH的計(jì)算（1）酸性溶液的pH例1:c(HCl)=0.01mol/LpH=-lgc(H+)=-lg0.01=2（2）堿性溶液的pH要先求出氫離子濃度后再求出pH例2:求0.01mol/L的NaOH溶液的pH解:c(OH-)=c(NaOH)=0.01mol/L(3)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的稀釋例3:將pH為2的鹽酸加水稀釋成體積為原來的10倍,則溶液的pH變?yōu)槎嗌?解:pH為2,則c(H+)為0.01mol/L,體積擴(kuò)大為原來的10倍后,c(H+)為原來的十分之一,即c(H+)=0.01mol/L÷10=0.001mol/L

故pH=-lg0.001=3

強(qiáng)酸,pH=a,加水稀釋成體積為原來的10n倍,則溶液的pH變?yōu)閍+n。例4:pH=6的鹽酸1mL,加水稀釋到1000mL,溶液的pH變?yōu)槎嗌?答:變?yōu)?+3=9問:pH為9是酸性還是堿性溶液?酸稀釋會(huì)成為堿嗎?顯然pH為9的答案是不對(duì)的當(dāng)溶液很稀時(shí),再進(jìn)一步稀釋,水電離的氫離子不能忽略了.當(dāng)溶液濃度不是很稀時(shí),水電離的氫離子忽略了,故有pH=a的強(qiáng)酸加水稀釋成體積為原來的10n

倍,則溶液的pH變?yōu)閍+n。例4:pH=6的鹽酸1mL,加水稀釋到1000mL,溶液的pH變?yōu)槎嗌?解:原來的溶液中,c(H+)=10-6mol/L加水稀釋后,n(HCl)=n(H+)=1×10-3L×10-6mol/L=1×10-9mol設(shè)水電離出來的H+濃度為ymol/L,OH-濃度也為ymol/Lc(HCl)=1×10-9mol÷1L=1×10-9mol/LHCl電離出來的H+濃度為1×10-9mol/L所以有:(1×10-9+y)?y=KW

=1×10-14y≈1×10-7c(H+)總=1×10-7+1×10-9≈1×10-7(mol/L)故pH≈7例4:pH=6的鹽酸1mL,加水稀釋到1000mL,溶液的pH變?yōu)槎嗌?例5:pH=11的NaOH溶液1mL,加水稀釋到100mL,溶液的pH變?yōu)槎嗌?解:pH為11,則c(H+)為1×10-11mol/L,體積擴(kuò)大為原來的100倍后,c(H+)為原來的百分之一,即

c(H+)=1×10-11mol/L÷100=1×10-13mol/L故pH=-lg1×10-13=13也就是說,越稀釋,則溶液的堿性越強(qiáng)！顯然,這是不對(duì)的原因在于,上述算法,忽略了堿溶液稀釋時(shí),水的電離平衡移動(dòng)而導(dǎo)致的H+濃度發(fā)生變化,而實(shí)際上這種變化是不能忽略的。堿溶液稀釋時(shí),當(dāng)濃度不太小時(shí),水電離的氫氧根與堿電離出來的氫氧根相比可以忽略,故我們要先算出氫氧根離子的濃度,再用水的離子積來求出氫離子的濃度,再進(jìn)一步求出溶液的pH.解:pH為11,則c(H+)為1×10-11mol/L,c(OH-)=1×10-14÷1×10-11=1×10-3(

mol/L)

體積擴(kuò)大為原來的100倍后,c(OH-)為原來的百分之一,即

c(OH-)=1×10-3mol/L÷100=1×10-5mol/Lc(H+)=1×10-14÷1×10-5=1×10-9(mol/L)

故pH=-lg1×10-9=9例5:pH=11的NaOH溶液1mL,加水稀釋到100mL,溶液的pH變?yōu)槎嗌?[思考]

pH為9的氫氧化鈉溶液1mL加水到1L時(shí),溶液的pH變?yōu)槎嗌?答:接近于7[結(jié)論]酸堿性溶液無限稀釋時(shí),溶液的pH接近于7pH值計(jì)算1

—酸的稀釋例題:在25℃時(shí),pH值等于5的鹽酸溶液稀釋到原來的10倍,pH值等于多少?稀釋到1000倍后,pH值等于多少?解:pH=-lgc(H+)=-lg(10-5+9×10-7)/10=-lg10-6=6pH=-lgc(H+)=-lg(10-5+999×10-7)/1000=-lg1.1×10-7=7-lg1.1=6.96關(guān)鍵:1.抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！2.當(dāng)酸提供c(H+)很小時(shí),不能忽略水電離出c(H+)pH值計(jì)算2

—堿的稀釋例題:在25℃時(shí),pH值等于9的強(qiáng)堿溶液稀釋到原來的10倍,pH值等于多少?稀釋到1000倍后?pH值等于多少?解:c(OH-)=(10-5×1+9×10-7)/10≈10-6pH=-lgc(H+)=-lgkw/c(OH-)=-lg10-8=8c(OH-)=(10-5×1+999×10-7)/1000pH=-lgKw/c(OH-)=1.1×10—7=14-6.96=7.04關(guān)鍵:1.抓住氫氧根離子進(jìn)行計(jì)算(先求OH-,再轉(zhuǎn)換成H+)2.當(dāng)堿提供的c(OH-)很小時(shí),不能忽略水電離出的c(OH-)[練習(xí)]溶液稀釋的PH計(jì)算溶液的稀釋稀釋后所得溶液的PHPH=3的稀鹽酸加水稀釋100倍PH=2的稀硫酸加水稀釋100倍PH=11的NaOH溶液稀釋100倍PH=12的Ba(OH)2溶液稀釋100倍PH=5的稀鹽酸加水稀釋1000倍PH=9的NaOH溶液稀釋1000倍54910約為7約為7[知識(shí)小結(jié)]溶液稀釋的PH計(jì)算有關(guān)規(guī)律1.c(H+)或c(OH-)相差(改變)10倍,PH相差(改變)一個(gè)單位。2.強(qiáng)酸(堿)溶液每稀釋10倍,PH增大(減小)一個(gè)單位。3.酸(堿)溶液無限稀釋時(shí),PH均約等于7(均要考慮水的電離)。4.酸(堿)溶液稀釋時(shí),OH-(H+)的物質(zhì)的量濃度將增大。

想一想,弱酸(堿)和強(qiáng)酸(堿)稀釋相

倍數(shù),哪一個(gè)pH變化大?

PH值相同的鹽酸、硫酸、醋酸在稀釋相同倍數(shù)后溶液的PH值變化有什么不同?弱酸大于強(qiáng)酸鹽酸和硫酸PH變化相同但大于醋酸PH的變化,亦即鹽酸和硫酸的PH值在稀釋后應(yīng)大于醋酸的PH值因?yàn)槿跛嵩谙♂屵^程在不斷的電離,稀釋后酸性應(yīng)比強(qiáng)酸強(qiáng)一些,所以PH值小一些(強(qiáng)的變化大)。[再逆向思維]

PH值相同的鹽酸、硫酸、醋酸在稀釋后溶液的PH值仍然相同,則稀釋的倍數(shù)關(guān)系是___

___如稀釋后溶液的PH值仍然相同,則稀釋倍數(shù)大小關(guān)系是_______。[練習(xí)]

PH=10的氫氧化鈉溶液與PH=10的氨水,稀釋相同倍數(shù),其PH大小關(guān)系是_____________

_;NaOH<NH3·H2ONaOH<NH3·H2O即弱堿在稀釋時(shí)電離平衡被破壞,要不斷電離出OH-,所以稀釋相同倍數(shù)后,其堿性應(yīng)比強(qiáng)堿強(qiáng)一些,因而PH值應(yīng)大一些。即弱電解質(zhì)稀釋倍數(shù)應(yīng)大一些[例]有兩瓶pH=2的溶液,一瓶是強(qiáng)酸,一瓶是弱酸?，F(xiàn)只有石蕊試液、酚酞試液、pH試紙和蒸餾水,而沒有其它試劑,簡(jiǎn)述如何用最簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方法來判斷那瓶是強(qiáng)酸?pH值計(jì)算3—強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合例題:在25℃時(shí),pH值等于1的鹽酸溶液1L和pH值等于4的硫酸溶液1000L混合pH值等于多少?解:pH=-lgc(H+)=-lg(1×10-1+1000×10-4)/(1+1000)=-lg2×10-4=4-lg2=3.7關(guān)鍵:1.抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！2.當(dāng)相加減兩個(gè)量相差100倍以上時(shí),小的可忽略pH值計(jì)算3—強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合例題:在25℃時(shí),pH值等于1的鹽酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等體積混合pH值等于多少?解:pH=-lgc(H+)=-lg(1×10-1+1×10-4)/(1+1)=-lg5×10-2=2-lg5=1.3關(guān)鍵:抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！pH值計(jì)算4—強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合解:=11-lg2=11-0.3例題:在25℃時(shí),pH值等于9和pH值等于11的兩種氫氧化鈉溶液等體積混合pH值等于多少?C(OH-)=(1×10-5+1×10-3)/(1+1)pH=-lgkw/c(OH-)=-lg2×10-11=10.7關(guān)鍵:抓住氫氧根離子離子進(jìn)行計(jì)算！

PH1=8的NaOH溶液與PH2=10的NaOH溶液等體積混合,求混合溶液的PH。解一:c(H+)1=10-8c(H+)2=10-10

∴c(H+)混=(10-8+10-10)/2=5.05×10-9∴PH=9－lg5.05=8.3解二:c(H+)1=10-8∴c(OH-)1=10-6

c(H+)2=10-10∴c(OH-)2=10-4∴c(OH-)混=(10-6+10-4)/2=5.05×10-5∴POH=5－lg5.05=4.3∴PH=9.7關(guān)鍵:抓住OH-進(jìn)行計(jì)算！再轉(zhuǎn)化為H+×√例:將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積混合后,溶液中的氫離子濃度最接近于（）A.mol·L-1B.mol·L-1C.(10-8＋10-10)mol·L-1D.2×10-10mol·L-1

c(OH-)=(1×10-6+1×10-4)/(1+1)=5×10-5mol/L

=10-lg2=-lg(10-14/5×10-5)=9.7=-lg(2×10-10)pH=-lgKW/c(OH-)法一:pH=14-pOH=9.7=5-lg5=4.3pOH=-lgc(OH-)=-lg(5×10-5)法二:D[強(qiáng)調(diào)]

計(jì)算兩種堿溶液相混合時(shí)的PH,應(yīng)先求混合溶液的c(OH－),后求POH或c(H+),最后求PH。pH值計(jì)算5—強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合例題:在25℃時(shí),100mlO.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的氫氧化鈉溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgc(H+)=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg10-1=1關(guān)鍵:酸過量抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！pH值計(jì)算5—強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合例題:在25℃時(shí),100mlO.4mol/L的鹽酸與等體積0.6mol/L的氫氧化鈉溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06關(guān)鍵:堿過量抓住氫氧根離子進(jìn)行計(jì)算！pH=-lgkw/c(OH-)=-lgkw/[0.02/(0.1+0.1)]=14-1=13[練習(xí)]混合溶液的PH計(jì)算兩溶液等體積混合稀釋后所得溶液的PH甲溶液乙溶液PH=3的HClPH=5的HClPH=2的HClPH=5的HClPH=9的NaOHPH=11的NaOHPH=9的NaOHPH=12的NaOHPH=4的HClPH=10的NaOHPH=3的HClPH=9的NaOHPH=5的HClPH=11的NaOH3.32.310.711.773.310.7[小結(jié)](1)酸I+酸IIc(H+)=

(2)堿I+堿IIc(OH-)=

(3)酸I+堿II完全中和:c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L酸過量:c(H+)=堿過量:c(OH-)=[小結(jié)][知識(shí)小結(jié)]混合溶液PH計(jì)算的有關(guān)規(guī)律1.強(qiáng)酸或強(qiáng)堿溶液的等體積混合,當(dāng)PH相差兩個(gè)或兩個(gè)以上的單位時(shí),

(酸)=PH小+0.3

(堿)=PH大-0.3

PH混

2.強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的等體積混合若PH酸+PH堿=14,則PH混=7若PH酸+PH堿<14,則PH混=PH酸+0.3若PH酸+PH堿>14,則PH混=PH堿-0.3[結(jié)論]酸按酸(氫離子),堿按堿(氫氧根離子),同強(qiáng)混合在中間,異強(qiáng)混合看過量,無限稀釋7為限?！咀鳂I(yè)】一.P52T4.5.6.7二.預(yù)習(xí):第3課時(shí)pH的應(yīng)用-酸堿中和滴定

1.在10mL10-4mol/LHCl溶液中加水至100mL時(shí),溶液的PH值是____;若加水至105mL時(shí),溶液的PH值____________________。

2.在10mLPH=10的NaOH溶液中加水至1000mL時(shí),溶液的PH值是_____;若加水至106mL時(shí),溶液的PH值____________________。5PH→7但略小于78PH→7但略大于7[練習(xí)]

3.室溫下某溶液中,已知由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-12mol/L,則該溶液的PH為（）A.10B.4C.12D.2CD

4.比較下列各組酸稀釋后的PH大小:

(1)PH均為1的鹽酸和硫酸用蒸餾水稀釋相同倍數(shù),則前PH___后PH(2)濃度均為1mol/L的鹽酸和硫酸用蒸餾水稀釋相同倍數(shù),則前PH____后PH(3)PH均為1的鹽酸和醋酸用蒸餾水稀釋相同倍數(shù),則前PH___后PH(4)濃度均為1mol/L的鹽酸和醋酸用蒸餾水稀釋相同倍數(shù),則前PH____后PH=>><5.下列溶液在常溫下酸性最強(qiáng)的是（）

A.pH=4的溶液

B.1L溶液里溶有22.4mL(STP)HCl的溶液

C.c(OH-)=10-12mol/L的溶液

D.c(H+)=10-3mol/L的溶液6.pH=0的溶液,下列敘述正確的是（）

A.是酸性最強(qiáng)的溶液

B.與0.5mol/LH2SO4溶液中c(H+)相同

C.c(H+)=0的溶液

D.與1mol/LCH3COOH溶液中c(H+)相同CB

9.pH=3的醋酸溶液加水稀釋到原溶液體積的10倍,則稀釋后溶液的pH值約為（）

A.2B.2.8C.3.8D.4

7.甲乙兩溶液,甲溶液的pH是乙溶液的兩倍,則甲溶液中c(H+)與乙溶液中c(H+)的關(guān)系是（）

A.2:1B.100:1C.1:100D.無法確定

8.已知濃度均為0.1mol/L的8種溶液:①HNO3

②H2SO4③HCOOH④Ba(OH)2⑤NaOH

⑥CH3COONa⑦KCl⑧NH4Cl其溶液pH由小到大的順序是:

。②①③⑧⑦⑥⑤④DC11.PH相同的鹽酸和醋酸,物質(zhì)的量濃度較大的是

,等體積的兩種酸消耗NaOH的物質(zhì)的量的關(guān)系是

。

10.物質(zhì)的量濃度相同的鹽酸和醋酸,PH較大的是

,酸性較強(qiáng)的是

,等體積的兩種酸與NaOH溶液完全反應(yīng)時(shí),消耗NaOH的物質(zhì)的量的關(guān)系是

。醋酸鹽酸相等醋酸醋酸>鹽酸12.中和相同體積相同pH值的Ba(OH)2

NaOH和NH3·H2O三種稀溶液,所用相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸的體積分別為V1V2V3,則三者關(guān)系為（）

A.V1>V2>V3B.V1<V2=V3C.V1<V2<V3D.V1=V2<V3D13.有相同pH的三種酸HXHYHZ溶液,稀釋相同倍數(shù)后,pH的變化值依次增大,則HXHYHZ的酸性由強(qiáng)到弱的順序是（）

A.HXHYHZB.HZHYHXC.HXHZHYD.HYHZHX14.pH=2的AB兩種酸溶液各1mL,分別加水稀釋到1000mL,其pH值與溶液體積V的關(guān)系如圖所示。下列說法正確的是（）AB物質(zhì)的量濃度一定相等稀釋后,A的酸性比B溶液強(qiáng)a=5時(shí),A是強(qiáng)酸,B是弱酸若AB都是弱酸,則5>a>2a720pHV/mL1000ABBCD15.把pH=12的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。則V1:V2=_________;

把pH=11的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后.溶液呈中性。則V1:V2=_________;

把pH=13的NaOH溶液V1和pH=2的HCl溶液V2混合后,溶液呈中性。則V1:V2=_________。1:110:11:10強(qiáng)酸(pHa)與強(qiáng)堿(pHb)混合呈中性,體積比與pH之和(X)關(guān)系

pHa+pHb=14,兩溶液中c(H+)=c(OH-),Va:Vb=1;pHa+pHb<14,兩溶液中c(H+)>c(OH-),

Va:Vb=1:1014-X<1;pHa+pHb>14,兩溶液中c(H+)<c(OH-),

Va:Vb=10X-14:1>1。

16.常溫下pH=a,體積為Va的強(qiáng)酸與pH=b,體積為Vb的強(qiáng)堿混合,恰好完全反應(yīng)呈中性。若a+b=14,則Va__Vb

（>.=.<）若a+b=12,則Va__Vb

（>.=.<）若a+b=15,則Va__Vb

（>.=.<）

Va/Vb=_______。解:

因酸PH=a,所以:c(H+)=10-a堿PH=b,所以:c(OH-)=10-(14-b)由n(H+)=n(OH-)Va×10-a=Vb×10-(14-b)VaVb=10-(14-b)10-a=10a+b-14a+b=14Va/Vb=1a+b=12a+b>14Va/VbVa/Vb=>1/1001

16.常溫下pH=a,體積為Va的強(qiáng)酸與pH=b,體積為Vb的強(qiáng)堿混合,恰好完全反應(yīng)呈中性。若a+b=14,則Va__Vb

（>.=.<）若a+b=12,則Va__Vb

（>.=.<）若a+b=15,則Va__Vb

（>.=.<）

Va/Vb=_______。=<>10(a+b)-1417.弱酸HY溶液的pH=3.0,將其與等體積水混合后的pH范圍是（）

A.3.0～3.3B.3.3～3.5C.3.5～4.0D.3.7～4.318.25℃時(shí),將某強(qiáng)酸和某強(qiáng)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(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液的pH之和是（）

A.12B.13C.14D.15BA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=kw/c(H+)代入并整理得pH酸+pH堿=13。本題正確答案為B

19.某酸溶液的PH為2,某堿溶液的PH為12,兩者等體積相混合,有關(guān)PH值的變化正確的是（）

A.大于7B.小于7C.等于7D.三種都有可能

20.常溫下一種PH為2的酸溶液與一種PH為12的堿溶液等體積相混合,對(duì)溶液的酸堿性的說法正確的是（）

A.若是二元強(qiáng)酸和一元強(qiáng)堿,混合液為酸性

B.若是濃的強(qiáng)酸和稀的強(qiáng)堿,混合液中呈酸性

C.若是濃的弱酸和稀的強(qiáng)堿,混合液呈堿性

D.若是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿相混合,溶液反應(yīng)后呈中性DD21.(2002)某溫度(t℃)時(shí),水的KW=10-13,則該溫度(填大于.小于或等于)

25℃,其理由是

。將此溫度下pH=11的NaOH溶液aL與pH=1的H2SO4的溶液bL混合。(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