专题3第二单元 溶液的酸碱性 微专题9　溶液pH的计算方法（共32张ppt）

(共32张PPT)
微专题9
WEIZHUANTIJIU
溶液pH的计算方法
专题3
1.单一溶液pH的计算
(1)c mol·L－1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
①c(H＋)＝ mol·L－1；
②pH＝ 。
(2)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＝ 。
nc
－lg nc
nc
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：
③碱过量：
深度思考
1.25 ℃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。
深度思考
2.常温下，向一定体积0.01 mol·L－1的Ba(OH)2溶液中逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液的pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的体积之和，试计算Ba(OH)2溶液和NaHSO4溶液的体积之比？
提示　设Ba(OH)2溶液体积为x L，NaHSO4溶液体积为y L，则n[Ba(OH)2]＝0.01x mol，根据方程式：Ba(OH)2＋NaHSO4===NaOH＋BaSO4↓＋H2O，则生成NaOH的物质的量为0.01x mol，当pH＝11时，c(OH－)＝1×10－3 mol·
L－1，则c(OH－)＝1×10－3 mol·L－1＝ ，解得x∶y＝1∶9。
1
2
3
4
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＋)＝ 。
5
1×10－12 mol·L－1
相同浓度的氢离子和氢氧根离子对水的抑制程度相同，NaHSO4===Na＋＋H＋＋ ，0.01 mol·L－1的NaHSO4溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，水电离的氢离子浓度等于溶液中的氢氧根离子浓度，c水(H＋)＝c(OH－)＝
mol·L－1＝1×10－12 mol·L－1。
1
2
3
4
②三种溶液的pH分别是：a. ，b. ，c. 。
5
2
12
2
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
(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 。
5
2或12
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，则c(H＋)＝ mol·L－1＝1×10－2 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2；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。
1
2
3
4
2.25 ℃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
7
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
11.7
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，故溶液中c(OH－)＝ ≈5×10－3 mol·
L－1，则c(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－12 mol·L－1，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
9∶2
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，则酸过量，
＝1×10－5，方程两边都除以10－5，则10Va－Vb＝Va＋Vb
3.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
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4
5
13
c(OH－)＝ mol·L－1＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－13 mol·L－1，故pH＝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＋)＝ 。
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2
3
4
5
1×10－8 mol·L－1
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。
1
2
3
4
5
200∶1
1
2
3
4
4.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＝ 。
5
6
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。
1
2
3
4
(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＝ 。
5
1∶1
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。
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2
3
4
②若所得混合溶液的pH＝2，则a∶b＝ 。
5
9∶11
5.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：
1
2
3
4
5
(1)此温度下，水的离子积Kw为 ，则该温度T (填“＞”“＜”或“＝”)25 ℃。
1×10－12
＞
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
(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
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
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。
4
10－7
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。
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2
3
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5
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
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
①按丁方式混合后，所得溶液显 (填“酸”“碱”或“中”)性。
中
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。
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2
3
4
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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
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
按乙方式混合时，反应前n(Ba2＋)＝10－3 mol，n(OH－)＝2×10－3 mol，n(H＋)＝n( )＝10－3 mol，实际反应的Ba2＋、OH－、H＋、 均为
10－3 mol，故反应的离子方程式为Ba2＋＋OH－＋H＋＋ ===BaSO4↓＋H2O。
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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
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 。
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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
按甲方式混合时，OH－过量，
反应后溶液中c(OH－)＝ ＝0.1 mol·
L－1，c(H＋)＝10－11 mol·L－1，溶液的pH＝11。
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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
方法指导
对于酸碱中和反应后溶液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；
方法指导
若pH1＋pH2＞14，则溶液呈碱性，pH＞7；若pH1＋pH2＜14，则溶液呈酸性，pH＜7。
(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。
专题3
本课结束