3.2.2 溶液混合与稀释时pH的计算 课件（21张） 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

(共21张PPT)
第2节 水的电离和溶液的pH
第2课时：溶液中c(H+)、c(OH-)与pH的计算
第三章
例题1：室温下，0.1 mol/L的稀盐酸中， c(H+)与c(OH-)各多少？由水电离出的c(H+)水与c(OH-)水各多少
H2O H+ + OH-
HCl = H+ + Cl-
c(H+) = c(H+) 酸+ c(H+) 水≈ c(H+) 酸= 0.1 mol/L
c(OH-) = Kw /c(H+)＝ 1.0×10-13mol/L
室温下， Kw = c(H＋) c(OH－) = 1.0×10-14
由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水＝ 1.0×10-13 mol/L
c(H+) 酸》 c(H+) 水
酸溶液中的全部c(OH-)是水电离产生的
【解析】
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
酸性溶液中：先算c(H+)
Kw
c(H+)
c(OH-)
=
☆思路
例题2：常温下，浓度为0.1 mol·L－1的NaOH溶液中， c(H+)与c(OH-)各多少？由水电离出的c(H+)水与c(OH-)水各多少
H2O H+ + OH-
NaOH = Na+ + OH-
c(OH-) = c(OH-) 碱+ c(OH-) 水≈ c(OH-) 碱= 0.1 mol/L
c(H+) = Kw / c(OH-) ＝ 1.0×10-13mol/L
室温下， Kw = c(H＋) c(OH－) = 1.0×10-14
由水电离出的c(H+)水=c(OH-)水＝ 1.0×10-13 mol/L
c(OH-) 碱》 c(OH-) 水
碱溶液中的全部c(H+)是水电离产生的
【解析】
c(OH-)
=
c(H+)
Kw
碱性溶液中：先算c(OH-)
☆思路
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
解：
c(H+) =
由Kw = c(H+)· c(OH-)，得
c(OH-)=
c(HCl)=1×10-3 mol/L
Kw
c(H+)
=
1×10-14
1×10-11 mol/l
=
1×10-3 mol/l
解：
c(0H-)=
2c[Ba(OH)2]=0.1 mol/L
课堂练习1：计算常温下列溶液中c(H+)与c(OH-)
(1)1×10-3mol/LHCl溶液
(2)0.05mol/LBa(OH)2溶液
由Kw = c(H+)· c(OH-)，得
c(H+)=
Kw
c(OH-)
=
1×10-14
1×10-13 mol/l
=
0.1mol/l
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
课堂练习2：
(1) 常温下，某溶液中由水电离产生的c(H+)=10-6 mol/L，则此溶液有可能是（ ）
(2) 常温下，某溶液水电离产生的c(H+)=1×10-9 mol/L，则该溶液可能是（ ）
A、NaOH
B、NaCl
C、NaHSO4
D、NH4Cl
D
AC
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
Kw= c(H+)aq . c(OH-)aq
c(H+) H2O = c(OH-) H2O
解题通法
牛刀小试：
(2)0.1mol/L的NaOH溶液中，c(OH－)＝ ，c(H＋)＝ ；
由水电离出的c(OH－)水＝ ，c(H＋)水＝ 。
(1)0.1mol/L的盐酸溶液中， c(H＋)＝ ， c(OH－)＝ ；
由水电离出的c(OH－)水＝ ，c(H＋)水＝ 。
(3)0.1mol/L的NaCl溶液中，c(OH－)＝ ，c(H＋)＝ 。
10－7mol/L
10－13mol/L
0.1 mol/L
0.1 mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－13mol/L
10－7mol/L
【学习任务四】利用Kw的定量计算
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
小结：计算溶液中水电离出的c(H+)与c(OH-)时注意以下几点:
（1）因为H2O H+ + OH-,所以由水电离出的c(H+)=c(OH-)。
（2）酸溶液中的OH-和碱溶液中的H+都是水电离出的。
（3）KW表达式中的c(H+)和c(OH-)是溶液中H+和OH-的总浓度。
（4）酸溶液中Kw＝c(H＋)酸·c(OH－)水(忽略水电离出的H＋的浓度)，即
c(H＋)水＝c(OH－)水＝Kw/c(H＋)酸。
（5）碱溶液中Kw＝c(H＋)水·c(OH－)碱(忽略水电离出的OH－的浓度)，即
c(H＋)水＝Kw/c(OH－)碱。
（6） 由水电离c(H+)水＝ 1.0×10-13 mol/L，溶液可能是酸溶液，也可能是
碱溶液
一、溶液中c(H+)、c(OH-)的计算
(1)曲线上的任意点(如a，b，c)的Kw都 ，即c(H＋)·c(OH－) ，温度 。
(2)曲线外的任意点(如d)与曲线上任意点的Kw ，温度 。
相同
相同
相同
(3)实现曲线上点之间的转化需保持温度不变，改变 ；实现曲线上点与曲线外点之间的转化一定改变 。
不同
不同
酸碱性
温度
拓展： 水的电离平衡曲线的理解与识别
【学习任务四】利用Kw的定量计算
课堂练习1：如图中三条曲线表示不同温度下水的离子积常数,下列不正确的是(　　)
A.图中温度:T3>T2>T1
B.图中pH关系:pH(B)=pH(D)=pH(E)
C.图中五点Kw间的关系:E>D>A=B=C
D.C点的溶液可能显酸性
D
课堂练习2：在水的电离平衡中,c(H+)和c(OH-)的关系如图所示:
A点水的离子积为________,
E点水的离子积为________。
造成水的离子积变化的原因是___________________________。
1×10-14　
水的电离要吸热,温度升高,水的电离程度增大,即离子积增大
1×10-12　
拓展：水的电离平衡曲线的理解与识别
据pH＝ ，求pH的关键是求溶液中的c(H＋)。
－lgc(H＋)
二、溶液pH的计算
课堂练习1：已知：常温下，计算25℃，0.005mol／L H2SO4溶液pH。
提示：c(H＋)＝0.01 mol/L pH＝－lgc(H＋)=2
解题思路：
先求c(H+)，再计算pH = -lgc(H+)；
【学习任务三】溶液pH的计算
1、单一溶液pH的计算
课堂练习2：已知：常温下，计算25℃，0.005mol／L Ba(OH)2溶液pH。
提示：c(OH－)＝0.01 mol/L c(H＋)＝Kw/0.01＝10－12 mol/L
pH＝－lgc(H＋)=12
先求c(OH-)，再由c(H+) = 求 c(H+)，最后计算pH = -lgc(H+)。
二、溶液pH的计算
小试牛刀：
1、求25 ℃时 10-5mol/L、0.1mol/L、 1mol/L盐酸的pH分别为多少？
5、1、0
2、求25 ℃时 10-5mol/L、0.1mol/L、1mol/LNaOH溶液的pH分别为？
C(OH-)→ C(H+)= Kw/ C(OH-)
pH=9、13、14
二、溶液pH的计算
直接求出c混(H＋)，再据此求pH。
n1(H+)+n2(H+)
V总
c(H+) =
=
c1(H+)×V1+c2(H+)×V2
V1+V2
pH
pH=5和pH=3的两种盐酸，以等体积混合后，计算溶液的pH。
解:
c（H+）=
=
10-5V+ 10-3V
2V
≈
10-3V
2V
=
10-3
2
mol/L
pH =-lg c（H+）=3.3
n1（H+）+n2（H+）
V总
2、混合溶液pH的计算
（1）两种强酸混合
二、溶液pH的计算
2、混合溶液pH的计算
（2）两种强碱混合
先求出c混(OH－)，再据KW求出c混(H＋)，最后求pH
n1(OH-)+n2(OH-)
V总
c(OH-) =
=
c1(OH-)×V1+c2(OH-)×V2
V1+V2
pH
c(H+)=
KW
c(OH-）
解:
c（OH-）=
=
10-4V+ 10-2V
2V
≈
10-2V
2V
=
10-2
2
mol/L
pH =-lg c（H+）=11.7
n1（OH-）+n2（OH-）
V总
=2×10-12mol/L
c(H+)=
KW
c(OH-）
常温时，将pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液以1:1体积比混合，混合后的pH为多少？
二、溶液pH的计算
强酸、强碱混合后溶液pH的计算
两种溶液等体积混合且pH相差大于等于2
两种强碱等体积混合，混合液pH ＝ pH 大－ lg2 ＝ pH大－ 0.3
两种强酸等体积混合，混合液pH ＝ pH 小＋ lg2 ＝ pH小＋0.3
2、混合溶液pH的计算
（3）强酸与强碱混合
先计算酸溶液中n(H＋)和碱溶液中n(OH－)，判断酸碱反应后是酸剩余还是碱剩余还是酸碱恰好完全反应。
若n(H＋)>n(OH－),则酸剩余，计算混合溶液中剩余的c(H＋)， 再计算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)的c(OH－)，c(H＋)= ，再计算pH＝-lg c(H＋)
若n(H＋)=n(OH－),则酸碱恰好完全反应，溶液显中性，常温下溶液的pH=7。
先定性判断，后定量计算
二、溶液pH的计算
常温时，0.1mol/L的NaOH和0.06mol/L 的H2SO4溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
n(H+）=2c(H2SO4）V=0.12V
解：
设两溶液的体积都为V
n(OH—）=c(NaOH）V=0.1V
因为0.12V＞0.1V 所以酸过量
c(H+）=
n（H+）—n（OH-）
V(总）
=
0.12V—0.1V
2V
=10—2mol/L
pH =2
二、溶液pH的计算
常温时，0.1mol/L的盐酸和0.06mol/L的Ba(OH)2溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
解：
n(OH—）=2c(Ba(OH)2）V=0.12V
设两溶液的体积都为V
n(H+）=c(HCl）V=0.1V
因为0.12V＞0.1V 所以碱过量
c(OH—）=
n（OH—）—n（H+）
V(总）
=
0.12V—0.1V
2V
=10-2mol/L
pH=－lgc（H+）=12
c（H+）=10-12mol/L
二、溶液pH的计算
pH＝a 的酸 pH＝b 的碱
强酸 弱酸 强碱 弱碱
稀释10n倍后pH pH＝_____ __无限稀释后pH
图示
a＋n
a
a＋n
b－n
b－n
b
无限接近于7且pH<7
无限接近于7且pH>7
三、酸、碱溶液稀释后pH变化规律
1．计算下列溶液的pH
(1) pH＝2的盐酸加水稀释10倍，其pH为________。
(2) pH＝2的CH3COOH加水稀释10倍，其pH范围为____________。
3
强酸，完全电离
弱酸，部分电离
2(3) pH＝11的NaOH溶液加水稀释10倍，其pH为________。
(4) pH＝11的NH3·H2O加水稀释10倍，其pH范围为____________。
10
强碱，完全电离
弱碱，部分电离
10三、酸、碱溶液稀释后pH变化规律
2、pH＝2的两种弱酸HA、HB加水稀释后，溶液pH随加水量
变化的曲线如下图所示。则下列叙述正确的是(　　)
A．电离常数HA>HB
B．等体积的HA和HB与等浓度的NaOH 反应，HA消耗的NaOH多
C．等体积的HA和HB与足量的Zn反应，HA生成的氢气多
D．两种酸的物质的量浓度相同
A
三、酸、碱溶液稀释后pH变化规律