3.2 课时2 pH的计算 课件(共29张PPT) 2023-2024学年高二化学人教版（2019）选择性必修1

(共29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 课时2
1.掌握单一溶液的pH计算；
2.掌握强酸强碱混合溶液的pH计算；
3.掌握溶液稀释时pH变化规律。
总的原则
1.若溶液呈酸性，先求c(H＋)→再求pH＝－lg c(H＋)。
2.若溶液呈碱性，先求c(OH－)→再求c(H＋)＝KW/c(OH－)→最后求pH。
－lgc(H＋)
计算方法
据pH＝ ，求pH的关键是求溶液中的c(H＋)。
一、单一强酸或强碱溶液pH的计算
【例1】常温下,计算浓度为0.05mol/L的硫酸溶液的pH。
解：c(H+）=2c(H2SO4）=0.05×2=10-1mol/L
pH =-lg c（H+）=1
解:c(OH-）=2c[Ba(OH)2 ] =0.005×2=10-2mol/L
c(H+)=
KW
c(OH—)
=10-12mol/L
pH =-lg c(H+)=12
【例2】常温时，计算浓度为0.005mol/L的氢氧化钡溶液的pH。
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＝－lg c(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＋)＝ ，pH＝－lg c(H＋)＝ 。
nc
－lgnc
nc
方法归纳
【练一练】
1. 计算25 ℃时，下列溶液的pH。
(1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液；
(2)0.001 mol·L－1的NaOH溶液。
解析：
(1)c(H＋)＝2c(H2SO4)＝2×0.005 mol·L－1＝0.01 mol·L－1，pH＝2；
(2)c(OH－)＝0.001 mol·L－1, c(H＋)＝KW/c(OH－)＝10－11 mol·L－1，
pH＝11。
2.某温度下，纯水中c(H+)=1.0 ×10-6 mol/L。该温度时，0.01mol/L的HCl溶液中，pH=________；
0.01mol/L的NaOH溶液中，pH=________。
2
10
【提示】计算溶液的pH时，一定要注意溶液的温度。
二、酸、碱混合溶液pH的计算
1.强酸与强酸混合溶液pH的计算
解:
c(H+)=
=
10-5V+ 10-3V
2V
≈
10-3V
2V
=
10-3
2
mol/L
pH =-lg c（H+）=3.3
【例1】 pH=5和pH=3的两种盐酸，以等体积混合后，计算溶液的pH。
n1(H+)+n2(H+)
V总
1.pH=2的盐酸和pH=4的盐酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH=　　　　。
2.pH=2的盐酸和pH=5的硫酸溶液等体积混合后，所得溶液的pH=　　　　。
2.3
2.3
【结论】两种pH不同的强酸等体积混合时ΔpH≥2时，pH混=pH小+0.3
【练一练】
2.强碱与强碱混合溶液pH的计算
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
c(H+)=
KW
c(OH-)
=2×10-12mol/L
【例2】常温时，将pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，混合后的pH为多少？
3.pH=11的Ba(OH)2 溶液与pH=9的NaOH溶液按体积比1∶1混合后的pH是________。
4.pH=13的Ba(OH)2 溶液与pH=10的NaOH溶液按体积比1∶1混合后的pH是________。
10.7
10.7
【结论】两种pH不同的强碱等体积混合时ΔpH≥2 时，pH混=pH大- 0.3
【练一练】
3.强酸与强碱混合溶液pH的计算
【例3】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
H+ + OH－ = H2O
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
【例4】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
方法归纳
酸碱中和后溶液pH的计算
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＋)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。
【练一练】
1.有一pH=12的NaOH溶液100 mL ，欲使它的pH降为11。
（1）如果加入pH = 10的NaOH溶液，应加入 mL
（2）如果加入0.008 mol/L HCl溶液，应加入 mL
1 000
100
2.某强酸溶液pH=a，强碱溶液pH=b，已知a＋b＝12，酸碱溶液混合pH=7，则酸溶液体积V(酸)和碱溶液体积V(碱)的正确关系为 （ ）
A．V(酸)=102V(碱) B．V(碱)=102V(酸)
C．V(酸)＝2V(碱) D．V(碱)＝2V(酸)
B
3.常温下，将pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱与强酸的体积比是(　　)
A．11∶1 B．9∶1 C．1∶11 D．1∶9
D
三、酸、碱溶液稀释后pH的计算
1.强酸的稀释
【例1】将pH=3的盐酸溶液，稀释10倍，100倍，10000倍，计算稀释溶液的pH
稀释10倍
c(H+)=
10-3V
10V
=10-4mol/L
pH =-lg c(H+)=4
稀释100倍
c(H+)=
10-3V
100V
=10-5mol/L
稀释10000倍
c(H+)=
10-3V
10000V
=10-8mol/L
×
稀释10000倍
pH =—lg C(H+)=6.99
c(H+) =
10-3V+9999V×10-7
10000V
c(H+)=
（10-8+10-7）mol/L
总结：pH=a的强酸稀释10n倍后，pH=a+n，若a+n>7则pH≈7
7
3
pH
V水
2.弱酸的稀释
（弱电解质是越稀越电离,稀释向电离平衡移动）
【例2】将pH=3的醋酸溶液，稀释10倍，100倍，计算稀释溶液的pH
稀释10倍
c(H+）=
10-3V+ n(H+)补
10V
＞10-4mol/L
pH =－lg c（H+）＜4
稀释10倍
pH =－lg c（H+）＜5
＞10-5mol/L
c(H+）=
10-3V+ n(H+)补
100V
【例3】pH=2的盐酸与 pH=2的醋酸稀释10倍后的pH变化？
＜3
盐酸
醋酸
V水
3
2
pH
10倍
稀释相同倍数时
pH：盐酸＞醋酸
稀释到相同pH时
稀释的倍数：醋酸＞盐酸
pH=a的酸稀释10n倍后，强酸pH=a+n ；弱酸pH若a+n>7则pH≈7。
=3
3.强碱的稀释
【例4】在25℃时，pH值等于12的强碱溶液稀释到原来的100 倍，pH 等于多少？
解：
稀释前：c(OH-) =
=1 ×10-2 mol/L
1×10-14
1×10-12
=1 ×10-4 mol/L
稀释后： c(OH-)=
1×10-2
100
c(H+) =
=1×10-10 mol/L
1×10-14
1×10-4
-lg(1×10-10)
=10
pH=-lgc(H+)
=
mol/L
mol/L
mol/L
若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍，则溶液的pH变为多少？
若稀释到体积为原来的105倍，则溶液的pH变为多少？
11
7
pH
V水
pH = 8
pH = 6
pH 接近于7
总结：pH=a的强碱稀释10n倍后，pH=a-n，若a+n＜则pH≈7
【例5】pH=12的NaOH溶液与pH=12的氨水稀释10倍后的pH变化？
＞11
11
NaOH
氨水
V水
12
11
pH
10倍
稀释相同倍数时
pH：氨水＞NaOH
稀释到相同pH时
稀释的倍数：氨水＞NaOH
pH=a的碱稀释10n倍后，强碱pH=a+n ，弱碱pH>a+n
若a+n<7则pH≈7。
方法归纳
(1)对于强酸溶液(pH＝a)每稀释10n倍，pH增大n个单位，即pH＝a＋n(a＋n<7)。
(2)对于强碱溶液(pH＝b)每稀释10n倍，pH减小n个单位，即pH＝b－n(b－n>7)。
(3)对于弱酸溶液(pH＝a)每稀释10n倍，pH的范围是：a(4)对于弱碱溶液(pH＝b)每稀释10n倍，pH的范围是：
b－n稀释后溶液pH的变化规律
稀释后溶液pH的变化规律
方法归纳
稀释后溶液pH的变化规律
(5)pH相等的强酸、弱酸、强碱、弱碱稀释时的pH变化如下图所示：
加水稀释的倍数
(6)酸碱溶液无限稀释，pH只能接近于7，酸溶液的pH不可能大于7，碱溶液的pH不可能小于7(“无限稀释7为限”)。
1．pH相同的醋酸溶液和盐酸，分别用蒸馏水稀释到原溶液的m倍和n倍，稀释后两溶液的pH仍相同，则m和n的关系量是( )
A．m＝n　 　B．m＞n C．m＜n D．无法判断
【解析】　因为醋酸是弱酸，加水后促进电离，醋酸电离度增加，加水后，氢离子浓度在减小的过程中氢离子的物质的量增大，而盐酸是强酸在水中完全电离，加水后，氢离子浓度只是在减小，氢离子的物质的量不变，所以要使稀释后两溶液pH值相同，则醋酸的体积比盐酸的体积要大，就必须使m＞n，答案选B。
B
【练一练】
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
一、一种溶液PH值的计算：
1.强酸或强碱溶液的PH值计算。
2.强酸或强碱溶液的稀释和无限稀释PH计算
3.弱酸或弱碱溶液的稀释和无限稀释PH计算（只能计算PH变化范围）
二、两种溶液等体积混合的PH计算：
1.两种PH不同强酸溶液等体积混合 (不反应）
2.两种PH不同强碱溶液等体积混合（不反应）
3.两种强酸和强碱等体积混合（要反应）