高中化学苏教版（2019）选择性必修1 专题3 第二单元 微专题10 溶液pH的计算方法（36张PPT）

(共36张PPT)
微专题10
溶液pH的计算方法
1.单一溶液pH的计算
(1)c
mol·L－1
HnA强酸溶液的pH
(25
℃)
①
；
②
。
(2)c
mol·L－1
B(OH)n强碱溶液的pH
(25
℃)
①
；
②
；
③
。
c(H＋)＝nc
mol·L－1
pH＝－lg
nc
c(OH－)＝nc
mol·L－1
pH＝14＋lg
nc
2.混合溶液pH的计算方法
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
巧记　若pH之差≥2的两种强酸溶液等体积混合，混合溶液pH＝pH小＋0.3。
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
巧记　若pH之差≥2的两种强碱溶液等体积混合，混合溶液pH＝pH大－0.3。
(3)强酸与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
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：
1.25
℃时，pH＝1的硫酸溶液的浓度是多少？pH＝12的氢氧化钡溶液的浓度是多少？
深度思考
提示　pH＝1，c(H＋)＝0.1
mol·L－1，c(H2SO4)＝0.05
mol·L－1。
故氢氧化钡溶液的浓度是5×10－3
mol·L－1。
2.25
℃时，某溶液中由水电离产生的c(H＋)和c(OH－)的乘积为1×10－18，请探究该溶液的pH可能为多少？
提示　该溶液中水提供的c水(OH－)＝c水(H＋)＝1×10－9
mol·L－1。
显然远比纯水提供的c(H＋)和c(OH－)小得多，这说明水的电离受到了酸或碱的抑制。
若为酸溶液，则酸提供的c(H＋)＝1×10－5
mol·L－1，pH＝5；
若为碱溶液，则碱提供的c(OH－)＝1×10－5
mol·L－1，pH＝9。
1.(1)常温下，有0.01
mol·L－1的三种溶液：
a.HCl　b.NaOH　c.NaHSO4
回答下列问题：
①三种溶液中水电离的c(H＋)＝___________________。
1
2
3
4
跟踪训练
5
6
7
8
1×10－12
mol·L－1
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
5
6
7
8
②三种溶液的pH分别是：a____，b._____，c.____。
2
12
2
解析　a.pH＝－lg
c(H＋)＝－lg
0.01＝2；
b.0.01
mol·L－1的氢氧化钠c(OH－)＝0.01
mol·L－1，c(H＋)＝
mol·L－1＝1×10－12
mol·L－1，pH＝－lg(1×10－12)＝12。
1
2
3
4
5
6
7
8
(2)25
℃某溶液由水电离出的c(H＋)＝1×10－12
mol·L－1，请探究该溶液的pH可能是________。
2或12
1
2
3
4
5
6
7
8
解析　25
℃时，c水(H＋)＝1×10－12
mol·L－1<1×10－7
mol·L－1，说明水的电离受到抑制，可能为酸性溶液，也可能为碱性溶液。
水电离出的c水(H＋)一定等于水电离出的c水(OH－)，均为1×10－12
mol·L－1。
若为酸性溶液，溶液中的c(OH－)全部由水电离，
若为碱性溶液，溶液中的c(H＋)全部由水电离，c(H＋)＝1×10－12
mol·L－1，pH＝－lg
c(H＋)＝12。
2.(1)常温下pH均为2的稀盐酸与稀硫酸等体积混合后，pH＝____。
(2)常温下pH均为3的稀盐酸与醋酸等体积混合后，pH＝______。
(3)常温下，将pH＝8和pH＝10的两种强碱溶液等体积混合，溶液的pH是________。
1
2
3
4
5
6
7
8
2
3
9.7
解析　由于两种溶液均为强碱溶液，故应先求溶液中的c(OH－)，再求c(H＋)和pH。
1
2
3
4
5
6
7
8
1
2
3
4
3.25
℃时，稀溶液混合后的体积可认为是二者体积之和，根据要求进行有关pH的计算。
(1)0.1
mol·L－1的盐酸和0.05
mol·L－1的氢氧化钡溶液等体积混合后pH为_____。
5
6
7
8
7
解析　0.1
mol·L－1的盐酸的c(H＋)＝0.1
mol·L－1
,0.05
mol·L－1的氢氧化钡溶液的c(OH－)＝0.1
mol·L－1，因二者等体积混合，恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。
1
2
3
4
(2)pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等体积混合，pH为______。
5
6
7
8
11.7
解析　设溶液体积均为V
L，pH＝12的NaOH中n(OH－)＝cV＝10－2
mol·L－1
×V
L＝10－2V
mol，pH＝4的HCl中n(H＋)＝cV＝10－4
mol·L－1×V
L＝
10－4V
mol，故混合后NaOH过量，
故pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg
2≈11.7。
1
2
3
4
(3)将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝5，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
5
6
7
8
9∶2
解析　设NaOH的体积为Vb
L，H2SO4的体积为Va
L，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5
mol·L－1，
pH＝4的H2SO4溶液中c(H＋)＝1×10－4
mol·L－1。
由于二者混合的c(H＋)＝1×10－5
mol·L－1，
方程两边都除以10－5，则10Va－Vb＝Va＋Vb
4.向10
mL
pH为2的稀硫酸中加入一定浓度的BaCl2溶液，恰好完全反应时溶液体积为100
mL，则反应后溶液的pH为
A.2
　　B.3
　　C.4
　　
D.5
1
2
3
4
√
5
6
7
8
解析　10
mL
pH＝2的稀硫酸中n(H＋)＝1×10－2
mol·L－1×10×10－3
L＝1×10－4
mol，
由H2SO4＋BaCl2===BaSO4↓＋2HCl可知反应后溶液中c(H＋)＝
＝1×10－3mol·L－1，
故pH＝3。
5.计算填空：
(1)常温下，将pH＝10和pH＝12的NaOH溶液以1∶1的体积比混合，则混合后所得溶液的pH约为________。
1
2
3
4
5
6
7
8
11.7
解析　欲求混合后溶液的pH，应先判断混合后溶液的酸碱性。
若呈碱性，应先求溶液中c(OH－)，再求c(H＋)，而后计算pH；
若呈酸性，可直接求出混合后c(H＋)，再计算pH。
1
2
3
4
5
6
7
8
c(H＋)·c(OH－)＝Kw＝1×10－14
pH＝－lg
c(H＋)＝－lg
(2×10－12)≈12－0.3＝11.7。
(2)0.2
mol·L－1NaHSO4和0.1
mol·L－1BaCl2溶液按等体积混合后，则溶液的pH等于___。
1
2
3
4
5
6
7
8
1
解析　NaHSO4为强电解质
pH＝－lg
c(H＋)＝1。
(3)用pH＝4和pH＝11的强酸和强碱混合，使pH＝10，则两溶液的体积比为________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9∶2
解析　混合后溶液呈碱性，
整理可得：2×10－4mol·L－1V(酸)＝9×10－4mol·L－1V(碱)，
6.(2020·盐城质检)常温下，按要求完成关于溶液稀释的问题。
(1)将1
L
0.1
mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2
L，pH＝________。
1
2
3
4
5
6
7
8
13
(2)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
2
3
4
5
6
7
8
1×10－8
mol·L－1
解析　稀释后c(H＋)＝10－6
mol·L－1，c(OH－)＝10－8
mol·L－1，c水(H＋)＝c(OH－)＝10－8
mol·L－1。
(3)pH＝5的硫酸稀释10
000倍后，c(H＋)∶c(　　
)＝________。
1
2
3
4
5
6
7
8
解析　pH＝5的H2SO4中，c(H＋)＝10－5
mol·L－1，c(　　)＝5×10－6
mol·L－1，
200∶1
7.某温度(t
℃)时，水的离子积Kw＝1×10－12。请完成下列问题：
(1)将此温度下pH＝11的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液等体积混合，混合后溶液的pH＝____。
1
2
3
4
5
6
7
8
6
解析　此温度下pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－1
mol·L－1，pH＝1的HCl溶液中c(H＋)＝1×10－1
mol·L－1，
所以两溶液等体积混合后应恰好完全反应，则混合后溶液的pH＝6。
(2)将此温度下pH＝11的NaOH溶液a
L与pH＝1的H2SO4溶液b
L混合：
①若所得混合溶液呈中性，则a∶b＝________；
1
2
3
4
5
6
7
8
1∶1
解析　若所得混合溶液呈中性，
则0.1
mol·L－1×a
L＝0.1
mol·L－1×b
L，
所以a∶b＝1∶1；
②若所得混合溶液的pH＝2，则a∶b＝________。
1
2
3
4
5
6
7
8
9∶11
解析　若所得混合溶液的pH＝2，则混合后c(H＋)＝0.01
mol·L－1，
得a∶b＝9∶11。
8.某温度(T)下的溶液，c(H＋)＝10－x
mol·L－1，c(OH－)＝10－y
mol·L－1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：
解析　Kw＝c(H＋)·c(OH－)＝10－x·10－y＝10－(x＋y)，根据图示可知当x＝12时，c(OH－)＝1
mol·L－1，
当y＝12时，c(H＋)＝1
mol·L－1，故Kw＝1×10－12；
根据温度越高水的电离程度越大，Kw越大，可知此时的T＞25
℃。
1
2
3
4
5
6
7
8
(1)此温度下，水的离子积Kw为__________，则该温度T____(填“＞”“＜”或“＝”)25
℃。
1×10－12
＞
(2)在此温度下，向Ba(OH)2溶液中逐滴加入pH＝a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示：
1
2
3
4
5
6
7
8
假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a＝_____，实验②中由水电离产生的c(OH－)＝________mol·L－1。
实验序号
Ba(OH)2溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
4
10－7
解析　此条件下，pH＝6时溶液呈中性。
根据表中实验①的数据可得c(OH－)＝10－4
mol·L－1，
根据表中实验③的数据有22.00×10－3
L×10－4
mol·L－1＝22.00×10－3
L
×10－a
mol·L－1，可得a＝4；
实验②中所得溶液的pH＝7，Ba(OH)2过量，溶液呈碱性，由水电离产生的c(OH－)等于溶液中的c(H＋)，即由水电离产生的c(OH－)＝10－7
mol·L－1。
1
2
3
4
5
6
7
8
实验序号
Ba(OH)2溶液的体积/mL
盐酸的体积/mL
溶液的pH
①
22.00
0.00
8
②
22.00
18.00
7
③
22.00
22.00
6
(3)在此温度下，将0.1
mol·L－1的NaHSO4溶液与0.1
mol·L－1的Ba(OH)2溶液按下表中甲、乙、丙、丁四种不同方式混合：
1
2
3
4
5
6
7
8
①按丁方式混合后，所得溶液显_____(填“酸”“碱”或“中”)性。
中
解析　①按丁方式混合时，Ba(OH)2提供的OH－与NaHSO4提供的H＋的物质的量相等，混合后溶液呈中性。
?
甲
乙
丙
丁
0.1
mol·L－1
Ba(OH)2溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1
mol·L－1
NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
②写出按乙方式混合反应的离子方程式____________________________
_______________。
1
2
3
4
5
6
7
8
?
甲
乙
丙
丁
0.1
mol·L－1
Ba(OH)2溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1
mol·L－1
NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
BaSO4↓＋H2O
③假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，按甲方式混合后所得溶液的pH为_____。
1
2
3
4
5
6
7
8
?
甲
乙
丙
丁
0.1
mol·L－1
Ba(OH)2溶液体积/mL
10
10
10
10
0.1
mol·L－1
NaHSO4溶液体积/mL
5
10
15
20
11
对于酸碱发生中和反应后溶液pH的判断，可建立如下思维模型(25
℃)：
(1)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，二者的体积关系有如下规律：
①若pH1＋pH2＝14，则V酸＝V碱。
②若pH1＋pH2≠14，则
＝
。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合：
若pH1＋pH2＝14，则溶液呈中性，pH＝7；
若pH1＋pH2＞14，则溶液呈碱性，pH＞7；
若pH1＋pH2＜14，则溶液呈酸性，pH＜7。
方法指导
(3)酸与碱的pH之和为14，等体积混合：
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。
规律：谁弱谁过量，谁弱显谁性。
原因：酸和碱已电离出的H＋与OH－恰好中和，谁弱谁的H＋或OH－有储备(即物质过量)，还能继续电离。
本课结束