人教版高中化学选择性必修1专题突破(五)溶液混合或稀释时pH的变化规律学案

一、溶液混合后的pH变化与计算1.酸与碱的pH之和为14，等体积混合
常温时
2.等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合
常温时
3.常温时，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＝10pH1＋pH2－14。
针对练1.在25 ℃时，关于下列溶液混合后溶液pH的说法中正确的是(　　)
A.pH＝10与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液的pH约为11
B.pH＝5的盐酸稀释1 000倍，溶液的pH＝8
C.pH＝2的H2SO4与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，混合液pH＝7
D.pH＝12的NH3·H2O与pH＝2的HCl溶液等体积混合，混合液pH＝7
答案：C
解析：A项，c混合(OH－)＝ mol·L－1≈5.0×10－3 mol·L－1，c混合(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－12 mol·L－1，pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg 2≈11.7，错误；B项，pH＝5的盐酸中，稀释1 000倍后溶液的pH＜7，错误。D项，因为NH3·H2O过量较多，所以溶液显碱性。
针对练2.回答下列问题：
(1)某温度(t ℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13，则该温度________25 ℃(填“＞”、“＜”或“＝”)。
(2)若将此温度下pH＝11的苛性钠溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比：
①若所得混合液为中性，则a∶b＝________。
②若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________。
答案：(1)＞　(2)①10∶1　②9∶2
解析：(1)水是弱电解质，在溶液中存在电离平衡；H2O??H＋＋OH－，水电离过程吸收能量，升高温度，水电离程度增大，水电离产生的c(H＋)、c(OH－)增大，Kw增大。在室温下，Kw＝1×10－14，现在某温度(t ℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13，则该温度：t ℃＞25 ℃；(2)将此温度下pH＝11的苛性钠溶液，c(OH－)＝1×10－2 mol/L，溶液体积是a L，则n(OH－)＝10－2a mol；pH＝1的稀硫酸，c(H＋)＝0.1 mol/L，b L该溶液中n(H＋)＝0.1b mol。①若所得混合液为中性，n(OH－)＝n(H＋)，10－2a mol＝0.1b mol，则a∶b＝10∶1；②若所得混合液的pH＝2，则反应后溶液显酸性，混合溶液c(H＋)＝0.01 mol/L，c(H＋)＝ mol/L＝0.01 mol/L，解得a∶b＝9∶2。
二、溶液稀释时pH的变化规律
1.酸或碱稀释后溶液pH的计算
(1)一般，强酸溶液稀释10n倍，c(H＋)减小为原来的，pH就增大n个单位，即pH稀＝pH原＋n。
(2)一般，强碱溶液稀释10n倍，c(OH－)减小为原来的，pH就减小n个单位，即pH稀＝pH原－n。
(3)常温下，强酸或强碱溶液无限稀释时，酸溶液或碱溶液的pH接近7，但酸溶液的pH不能大于或等于7，碱溶液的pH不能小于或等于7。这是因为无限稀释时，由水电离产生的H＋和OH－不能忽略。
(4)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数，强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离，随着加水稀释，溶液中H＋(或OH－)数(水电离的除外)不会增多，而弱酸(或弱碱)随着加水稀释电离程度增大，H＋(或OH－)数会不断增多。
2.酸碱溶液稀释时pH的变化
　　　项目 类别　　　 酸(pH＝a) 碱(pH＝b)
弱酸 强酸 弱碱 强碱
稀释10n倍 ＜a＋n a＋n ＞b－n b－n
无限稀释 pH趋向于7
针对练3.常温下，浓度均为1 mol·L－1、体积均为V0的两种酸HA和HB，分别加水稀释至体积V，pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是(　　)
A.X点的c(A－)>Y点的c(B－)
B.0≤pH≤5时，HB溶液满足：pH＝lg
C.相对Y点而言，X点的导电能力更强，X点水的电离程度更大
D.中和等体积1 mol·L－1的两种酸消耗等浓度的NaOH溶液体积：HB>HA
答案：B
解析：根据电荷守恒，X点满足c(A－)＋c(OH－)＝c(H＋)，Y点的c(B－)＋c(OH－)＝c(H＋)，因为两点pH相等，c(A－)＝c(B－)，A错误；由图像可判断HB为强酸，0≤pH≤5时，HB溶液满足：pH＝lg，B正确；两点pH相等，根据电荷守恒可知两溶液离子浓度相同，导电能力相同，C错误；两种酸都是一元酸，等浓度等体积的两种酸消耗的氢氧化钠相同，D错误；故选B。
针对练4.将体积均为10 mL、pH均为3的盐酸和醋酸溶液，加入水稀释至a mL和b mL，测得稀释后溶液的pH均为5，则稀释后溶液的体积(　　)
A.a＝b＝100 B.a＝b＝1 000
C.a＜b D.a＞b
答案：C
解析：若a＝b，稀释后的CH3COOH溶液pH<5，若使稀释后CH3COOH溶液pH＝5，就必须继续加水稀释，即a21世纪教育网(www.21cnjy.com)