2021_2022学年新教材高中化学第3章水溶液中的离子反应与平衡第2节第2课时pH的计算课件新人教版选择性必修1

(共56张PPT)
第三章　水溶液中的离子反应与平衡
第二节　水的电离和溶液的pH
第2课时　pH的计算
素养目标
1．学会用证据推理意识进行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，培养变化观念与平衡思想的学科核心素养
学法指导
1．依据pH计算公式，结合对数知识，认真领会c(H＋)与pH间的对应关系
2．结合实例，理顺不同溶液pH计算的思路和方法，特别是碱性溶液(两碱溶液混合、酸碱溶液混合后碱过剩等)pH计算的思路
知识导图
课前 · 新知导学
1．pH计算公式：pH＝____________。
2．强酸和强碱溶液的pH计算
(1)强酸溶液(以c mol·L－1的HnA溶液为例)。
c(H＋)＝________ mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝____________。
(2)强碱溶液[以c mol·L－1的B(OH)n溶液为例]。
c(OH－)＝________ mol·L－1，c(H＋)＝________ mol·L－1，pH＝－lgc(H＋)＝__________。
－lgc(H＋)　
pH的计算
nc　
－lg nc　
nc　
下列问题中的溶液都处于常温下：
(1)pH＝3的某盐酸中，c(H＋)为多少mol·L－1？由水电离产生的c(H＋)又是多少mol·L－1
(2)0.05 mol·L－1 H2SO4溶液中，c(OH－)为多少mol·L－1？其pH等于多少？
(3)将0.4 g NaOH固体溶于水，得到1 L溶液，c(OH－)为多少mol·L－1？pH为多少？
微思考
【答案】(1)1．0×10－3　1．0×10－11
(2)1．0×10－13　1
(3)0.01 mol·L－1　12
　正误判断。(对的打“√”，错的打“×”)
(1)某溶液的pH＝7，该溶液一定显中性。 (　　)
(2)用pH试纸测定氯水的pH为3。 (　　)
(3)一定温度下，pH＝a的氨水，稀释10倍后，其pH＝b，则a＝b＋1。 (　　)
(4)25 ℃时，某溶液中水电离出的c(H＋)＝10－13，则该溶液的pH一定为13。 (　　)
(5)室温下，pH＝3的盐酸跟pH＝11的氨水等体积混合后，pH一定大于7。 (　　)
(6)室温下，pH＝3的磷酸跟pH＝11的氢氧化钾溶液等体积混合后，pH一定大于7。 (　　)
【答案】(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)×
课堂 · 素养初培
任务一　溶液pH的计算
素养探源 核心素养 考查途径
证据推理与模型认知 变化观念与平衡思想 近几年来，高考中对pH计算的考查较常见，多数情况下是在化工流程图题中涉及某些元素或物质沉淀时pH的范围控制问题
(1)思考讨论，回答上述问题。
(2)25 ℃时，0.005 mol·L－1的H2SO4溶液的pH是多少？1×10－5 mol·L－1的NaOH溶液的pH是多少？
【答案】H2SO4溶液中c(H＋)＝0.005 mol·L－1×2＝0.01 mol·L－1，pH＝2。NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5 mol·L－1，则c(H＋)＝Kw/c(OH－)＝1×10－9 mol·L－1，则pH＝9。
(3)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可能为多少。
[深化理解]
1．溶液pH计算的基本流程
2．强酸、强碱混合后溶液pH的计算(常温)
　(1)常温下，某H2SO4溶液的浓度是0.005 mol·L－1，此溶液的pH为________。用水稀释到原来体积的100倍，pH为________。再继续稀释到溶液体积的104倍，pH________。
(2)常温下，pH＝3的盐酸与pH＝5的硫酸溶液等体积混合后溶液的pH为________。
(3)常温下，pH＝10和pH＝12的两种NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为________。
(4)常温下，pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等体积混合后，溶液的pH为________。
[典例精练]
【答案】(1)2　4　接近7　(2)3.3　(3)11．7　(4)11．7
【答案】A
任务二　酸性溶液或碱性溶液稀释后pH的计算及大小比较
素养探源 核心素养 考查途径
证据推理与模型认知 变化观念与平衡思想 电解质溶液曲线上某 几个特殊点上c(H＋)或c(OH－)的大小判断，或特定溶液稀释时某微粒或几种微粒组合的变化等
[情境导入]
下面两个图像分别表示相同浓度和相同pH的醋酸和盐酸加水稀释时溶液pH的变化情况。
(1)相同体积、相同物质的量浓度的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较。
项目 c(H＋) 酸性 中和碱的能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元 强酸
一元 弱酸
【答案】

大 强 相同 相同 大
小 弱 小
(2)相同体积、相同pH的一元强酸(如盐酸)与一元弱酸(如醋酸)的比较。
项目 c(H＋) 酸性 中和碱的 能力 与足量活泼金属反应产生H2的总量 与同一金属反应时的起始反应速率
一元强酸
一元弱酸
【答案】

相同 相同 小 少 相同
大 多
[深化理解]
1．酸、碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示
(1)强酸、弱酸溶液的稀释：
(2)强碱、弱碱溶液的稀释：
2．规律总结
(1)酸、碱溶液无限稀释：pH只能无限接近于7，酸溶液pH不可能大于7，碱溶液pH不可能小于7。
(2)对于物质的量浓度相同的强酸溶液和弱酸溶液稀释到原溶液体积的相同倍数：
①强酸溶液pH变化程度比弱酸溶液大(强碱和弱碱类似)。
②弱酸、弱碱在稀释过程中有浓度的变化，又有电离平衡的移动，不能求得具体数值，只能确定其pH范围。
　(2020·湖南长沙一中高二期末)常温下，pH＝11的X、Y两种碱溶液各1 mL，分别稀释至100 mL，其pH与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说法正确的是 (　　)
A．X、Y两种碱溶液中溶质的物质的量浓度一定相等
B．稀释后，X溶液的碱性比Y溶液的碱性强
C．分别完全中和X、Y这两种碱溶液时，
消耗同浓度盐酸的体积：V(X)>V(Y)
D．若9[典例精练]
【答案】D
【解析】因为pH＝11的X、Y两种碱溶液稀释到原溶液体积的100倍时，pH：Y>X，所以物质的量浓度：c(Y)>c(X)，稀释后溶液碱性：Y>X，A、B均错误；因为c(Y)>c(X)且V(Y)＝V(X)，故n(Y)>n(X)，所以消耗同浓度的盐酸时，Y消耗得多，C错误；若9　将体积为10 mL、pH为3的乙酸溶液和盐酸分别加水稀释至a mL和b mL，测得稀释后pH均为5，则稀释后溶液的体积 (　　)
A．a＝b＝100 mL B．a>b
C．a＝b＝1 000 mL D．a【答案】B
【解析】稀释后，弱酸溶液中n(H＋)增加，强酸溶液中n(H＋)不变，要使稀释后两溶液中c(H＋)仍相同，则弱酸溶液中加入水的体积大于强酸的，即a>b。
辨析 · 易错易混
　不同pH的两溶液混合后溶液的pH计算方法错误
例1　将pH＝2的硫酸溶液与pH＝5的硫酸溶液等体积混合，则混合溶液的pH约为(已知：lg 5＝0.7) (　　)
A．3.3　　　　　 B．3.5　　　　　　
C．2.3　　　　　　 D．4.7
错解：B
满分策略：两份强酸溶液混合，应先算出各自电离出的n(H＋)，相加后除以混合溶液的总体积，便得出混合溶液中的c(H＋)，最后求出pH。若为强酸与强碱混合，则应先让二者发生反应，再利用剩余酸(或碱)，计算出溶液中的c(H＋) [或c(OH－)]，再求pH。
正解：C
　在运用pH变化判断电解质的强弱中出错
例2　在下列叙述中，能说明盐酸是强酸，醋酸是弱酸的是 (　　)
A．将等体积pH＝4的盐酸和醋酸稀释到pH＝5的溶液，醋酸所加的水量少
B．盐酸可与醋酸钠溶液反应生成醋酸
C．等体积、相同pH的盐酸和醋酸溶液中分别加入相应的钠盐固体，醋酸的pH变化大
D．相同pH的盐酸和醋酸分别跟锌反应时，产生氢气的起始速率相等
错解：A
错因分析：弱酸稀释，促进电离，造成溶液中c(H＋)变化较强酸小。如要获得相同pH，其加水量必超过强酸。A项，稀释到相同pH，醋酸加水量应大于盐酸，且不能证明盐酸是强酸；B项说明盐酸酸性强于醋酸；C项，加入相应钠盐固体，醋酸pH变化大，证明所加CH3COO—抑制了CH3COOH的电离，存在电离平衡，属弱酸；D项，pH相等，与锌反应的速率必相等，与酸性强弱无关。
满分策略：强、弱电解质的区别在于电离程度的大小，而电离程度则可通过溶液中电离产生的离子浓度进行定性分析。对于酸、碱的稀溶液，则又可以通过pH的大小或变化情况来进行判析。
正解：C
小练 · 素养达成
1．pH＝2的盐酸与pH＝6的盐酸等体积混合后，溶液的pH约为 (　　)
A．2　　 B．2.3　
C．1.7　　 D．5.7
【答案】B
2．将1 L pH＝2的盐酸加入适量水后， pH升高了1，则加入的水的体积为(假设溶液体积有加和性) (　　)
A．1 L　　 B．2 L
C．9 L D．10 L
【答案】C
【解析】盐酸的体积为1 L，将pH＝2的盐酸加水，pH升高1，说明加入水的体积为9 L。
【答案】C
4．25 ℃，若10体积的某强碱溶液与1体积的某强酸溶液混合后，溶液呈中性，则混合之前，该强碱溶液的pH与强酸溶液的pH之间该满足的关系是________________________。
【答案】酸溶液的pH与碱溶液的pH之和为13
5．(1)现有pH＝2的稀盐酸100 mL，要使它的pH＝3，如果加入蒸馏水，需加水______mL；如果加入pH＝4的稀盐酸，需加入此稀盐酸________mL(假定溶液体积有加和性，下同)。
(2)将pH＝8的NaOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液的pH＝________。
(3)常温下将0.1 mol·L－1盐酸和0.06 mol·L－1氢氧化钡溶液等体积混合后，该混合溶液的pH＝________。
(4)25 ℃时，pH＝a的X体积的某强酸溶液与pH＝b的Y体积的某强碱溶液混合后，溶液呈中性，已知a＋b＝15，则X∶Y＝________。
【答案】(1)900　1 000　(2)10.7　(3)12　(4)10∶1
6．t ℃时，某稀硫酸溶液中c(H＋)＝10－a mol·L－1，c(OH－)＝10－b mol·L－1，已知a＋b＝13。
(1)该温度下的离子积常数Kw＝____________。
(2)该温度下(t ℃)，将100 mL 0.1 mol·L－1的稀H2SO4溶液与100 mL 0.4 mol·L－1的NaOH溶液混合后(溶液体积变化忽略不计)，溶液的pH＝______________。
【答案】 (1)1.0×10－13　(2)12