第2课时 pH的计算
【新课探究】
学习任务一
课前自主预习
1.-lg c(H+)
2.(1)①c(H+)=nc mol·L-1 ②pH=-lg nc
(2)①c(OH-)=nc mol·L-1
②c(H+)== mol·L-1 ③pH=14+lg nc
[问题思考] (1)提示:c(H+)=1.0×10-3 mol·L-1;c水(H+)=1.0×10-11 mol·L-1。
(2)提示:c(OH-)=1.0×10-13 mol·L-1;pH=1。
(3)提示:c(OH-)=0.01 mol·L-1;pH=12。
知识迁移应用
例1 B [解析] 已知HCl是强酸,HClH++Cl-,故0.002 mol·L-1 HCl溶液中H+浓度为0.002 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg 0.002=3-lg 2,A不符合题意;已知Ba(OH)2是强碱,Ba(OH)2Ba2++2OH-,故0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液中OH-浓度为0.005 mol·L-1×2=0.01 mol·L-1,则c(H+)= mol·L-1=10-12 mol·L-1,
故pH=-lg c(H+)=-lg 10-12=12,B符合题意;已知KOH是强碱,KOHK++OH-,故0.001 mol·L-1 KOH溶液中OH-浓度为0.001 mol·L-1,则c(H+)= mol·L-1=10-11 mol·L-1,故pH=-lg c(H+)=-lg 10-11=11,C不符合题意;已知HF是弱酸,虽然无法计算0.01 mol·L-1 HF溶液的pH,但可以判断其pH<7,D不符合题意。
例2 C [解析] pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于一水合氨为弱碱,则氨水浓度比盐酸大,在室温下等体积混合后,氨水过量,pH>7,故A错误;pH=3的盐酸中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氢氧化钡溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,酸碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,pH=7,故B错误;pH=3的醋酸溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氢氧化钡溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于醋酸为弱酸,则醋酸溶液浓度比氢氧化钡溶液大,在室温下等体积混合后,醋酸过量,pH<7,故C正确;pH=3的硫酸溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=11的氨水中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,由于一水合氨为弱碱,则氨水浓度比硫酸溶液大,在室温下等体积混合后,氨水过量,pH>7,故D错误。
学习任务二
知识迁移应用
例3 D [解析] 25 ℃,0.10 mol·L-1等体积的MOH和ROH溶液,前者pH=13,后者pH小于13,说明前者是强碱,后者是弱碱,A正确;ROH是弱碱,加水稀释,促进电离,b点电离程度大于a点,B正确;两碱溶液无限稀释,溶液近似呈中性,c(OH-)相等,C正确;由于MOH是强碱,在溶液中完全电离,所以升高温度,c(M+)不变,ROH是弱碱,升高温度,促进电离平衡ROHR++OH-向右移动,c(R+)增大,所以减小,D错误。
例4 C [解析] 将x和y分别稀释10倍,pH的变化量:ΔpH(x)=1,ΔpH(y)<1,所以x为强酸、y为弱酸,pH、体积都相等的x、y溶液,n(x)远小于n(y),向其中分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,则消耗NaOH溶液的体积为Vx
学习任务三
知识迁移应用
例5 C [解析] pH=3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,3c水(H+)=c(OH-)=1×10-8 mol·L-1,B项错误;1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时,c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13,C项正确;NaOH溶液是强碱溶液,无论怎么稀释,pH在常温下都不可能成为6,只能无限接近于7,D项错误。
例6 B [解析] pH为5的H2SO4溶液中氢离子浓度为c(H+)=1×10-5 mol·L-1,硫酸根离子的浓度为c(S)=
c(H+)=×1×10-5 mol·L-1=5×10-6 mol·L-1,溶液稀释500倍后,氢离子浓度不可能小于1×10-7 mol·L-1,只能无限接近1×10-7 mol·L-1,而硫酸根离子浓度为c(S)=5×10-6 mol·L-1×=1×10-8 mol·L-1,所以稀释后溶液中c(S)∶c(H+)≈1×10-8 mol·L-1∶1×10-7 mol·L-1=1∶10,B正确。
【课堂评价】
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
[解析] (2)次氯酸溶液中存在HClOClO-+H+,稀释时平衡向右移动,因此常温下pH=2的次氯酸溶液,若加水稀释至原体积的10倍,2(3)HCl是强酸,其溶液无论怎么稀释,在常温下pH不可能成为8,只能无限接近于7。
(5)混合后溶液呈碱性,应先求c混(OH-),再通过c(H+)=求出c(H+)。
2.(1)900 1000 (2)10.7 (3)12 (4)10∶1
[解析] (1)设加入水的体积为x,加入pH=4的稀盐酸的体积为y,则有=10-3 mol·L-1,解得x=900 mL;=10-3 mol·L-1,解得y=1000 mL。
(2)25 ℃时pH=8的NaOH溶液中c1(OH-)=1×10-6 mol·L-1,pH=11的NaOH溶液中c2(OH-)=1×10-3 mol·L-1,等体积混合后c混(OH-)= mol·L-1≈ mol·L-1,则溶液中的c混(H+)== mol·L-1=2.0×10-11 mol·L-1,所以pH=11-lg 2≈10.7。
(3)两溶液等体积混合后OH-过量,c(OH-)==0.01 mol·L-1,c(H+)==1×10-12 mol·L-1,pH=12。
(4)因混合后溶液呈中性,则x·10-a=y·10b-14,结合a+b=15,解得=10b-14+a=10。
3.(1)1 (2) (3)10a+b-14 > (4)<
[解析] 中和时n(H+)=n(OH-),即10-a×V1=×V2,则=10a+b-14。当a+b=14时,=1;当a+b=13时,=;当a+b>14时,=10a+b-14>1,则V1>V2。pH为a的CH3COOH溶液,由于浓度大,所以中和所需要的氢氧化钠比较多。第2课时 pH的计算
◆ 学习任务一 pH的计算
1.[2024·河北邯郸部分学校期中高二联考] 常温下,下列有关溶液pH的说法正确的是 ( )
A.用广泛pH试纸测得某无色溶液的pH为2.13
B.pH=8的NaOH溶液加水稀释100倍,其pH=6
C.将1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,pH=13
D.pH=13的Ba(OH)2溶液和pH=1的盐酸等体积混合,所得溶液的pH>7(忽略溶液体积变化)
2.已知在100 ℃下(本题涉及的溶液温度均为100 ℃),水的离子积KW=1×10-12。下列说法正确的是 ( )
A.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液,pH=2
B.0.001 mol·L-1的NaOH溶液,pH=11
C.0.005 mol·L-1的H2SO4溶液与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合,混合溶液的pH为6,溶液显酸性
D.完全中和pH=3的H2SO4溶液50 mL,需要pH=9的NaOH溶液100 mL
3.常温下,将0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,该混合溶液的pH等于(混合后体积变化忽略不计) ( )
A.1 B.7 C.13 D.14
4.常温下,将pH=1的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液,pH都升高了1,则加入的水与NaOH溶液的体积比为 ( )
A.9 B.10 C.11 D.12
5.25 ℃时,V1 L pH=m的HCl溶液和V2 L pH=n的NaOH溶液恰好完全中和,若m+n=13,则V1∶V2为 ( )
A.1∶1 B.1∶2 C.1∶10 D.10∶1
◆ 学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
6.[2024·重庆八中高二期中] 一定温度下,向冰醋酸中加水进行稀释,稀释过程中溶液导电能力的变化如图所示(不考虑稀释过程中的温度变化)。下列说法正确的是 ( )
A.a、b、c三点对应的溶液中,c(H+)由大到小的顺序是b>a>c
B.a、b、c三点对应的溶液中,醋酸的电离程度最大的是b点
C.向b点对应溶液中通入氨气会降低溶液的导电能力
D.向c点对应溶液中加水,溶液中的c(CH3COO-)增大
7.常温下,稀释pH均为12的NaOH溶液和氨水时pH的变化如图所示,下列说法错误的是 ( )
A.曲线b表示NaOH溶液
B.若x=103,则y=9
C.稀释之前,两溶液的导电性相同
D.稀释之前,等体积的两溶液中和相同浓度盐酸的能力:NaOH溶液>氨水
8.[2024·河北三河高二期中] pH=2的a、b两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.a、b两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,a酸溶液的酸性比b酸溶液强
C.x=6时,a是强酸,b是弱酸
D.若a、b都是弱酸,则29.[2024·河北石家庄二中高二期中] 室温下,向体积相同、pH=3的两种酸(HA、HB)溶液中加水稀释,其pH与加入水的体积的变化关系如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.酸的电离常数:Ka(HA)>Ka(HB)
B.未加水稀释时,水的电离程度:α(HA)<α(HB)
C.V(H2O)=V0时,两种酸溶液中:c(HA)>c(HB)
D.V(H2O)=V0时,溶液导电能力:HA>HB
10.室温时,将x mL pH=a的NaOH稀溶液与y mL pH=b的稀硫酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断错误的是 ( )
A.若x=y,且a+b=14,则pH=7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH<7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
11.常温下,0.1 mol·L-1的HA溶液的pH随加入水的体积的变化如图所示,已知:Ka(HA)=1.0
×10-5。下列说法错误的是 ( )
A.由水电离出的n水(H+)一直减小
B.原溶液中HA的电离度为1%
C.加水稀释至溶液体积为原溶液体积的10倍时,所得溶液的pH<4
D.x的值为3
12.(6分)[2024·浙江宁波高二期末] (1)(2分)某温度下纯水的c(H+)=1.0×10-6 mol·L-1,在此温度下,将pH=8的Ba(OH)2溶液与pH=5的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不计),欲使混合溶液的pH=7,则Ba(OH)2溶液与盐酸的体积比为 。
(2)(2分)将体积相同、pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液分别加水稀释到原来体积的m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为 。
(3)(2分)25 ℃时,Na2SO4溶液呈中性,溶液中c(S)=5×10-4 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na+)∶c(OH-)= 。
13.(16分)按要求回答下列问题:
(1)(2分)常温下,有关下列四种溶液的说法正确的是 。
① ② ③ ④
0.1 mol·L-1 氨水 pH=11 氨水 0.1 mol·L-1 盐酸 pH=3 盐酸
A.由水电离出的c水(H+):③>①
B.①稀释到原来的100倍,pH与②相同
C.①与③混合,若溶液pH=7,则溶液中c(N)>c(Cl-)
D.②与④等体积混合,混合溶液的pH>7
(2)(4分)已知25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8,若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,则溶液中的c(OH-)= mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当
c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中的= 。
(3)已知水在25 ℃和95 ℃时,其电离平衡曲线如图所示。
①(4分)曲线A所对应的温度下,pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液中,若水的电离程度分别用α1、α2表示,则α1 α2(填“大于”“小于”或“等于”或“无法确定”,下同),若将二者等体积混合,则混合溶液的pH 7。
②(3分)在曲线B所对应的温度下,将0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合,所得混合液的pH= 。
③(3分)若另一温度下测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11。在该温度下,将pH=a的NaOH溶液V1 L与pH=b的硫酸溶液V2 L混合。若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则V1∶V2= 。 (共105张PPT)
第2课时 pH的计算
学习任务一 pH的计算
学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
学习任务三 溶液的稀释计算
学习任务一 pH的计算
【课前自主预习】
1. 计算公式
__________。
2.强酸和强碱溶液的 计算
(1)强酸溶液的
计算步骤:①____________________;②____________。
(2)强碱溶液的
计算步骤:①_____________________;
②_ _____________________________;
③_______________。
3.混合溶液的计算
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
,然后求。
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
先计算,再求,
最后求。
(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, 。
②酸过量:
先求,再求 。
③碱过量:
先求,再求 ,最后
求 。
[问题思考]
下列溶液都处于常温下。
(1)的某盐酸中,为多少?由水电离产生的 又是
多少?
提示: ;
。
(2)溶液中,为多少?其 等于多少?
提示:; 。
(3)将固体溶于水,得到溶液,为多少? 为多
少?
提示:; 。
【核心知识讲解】
1.溶液计算的基本流程
2.计算的类型
【知识迁移应用】
例1 时,下列溶液的 的是( )
A. 溶液 B. 溶液
C. 溶液 D. 溶液
√
[解析] 已知是强酸,,故 溶液中
浓度为 , ,A不符合
题意;
已知是强碱, ,故
溶液中 浓度为 ,则
,故
,B符合题意;
已知 是强碱,,故溶液中
浓度为,则 ,故
,C不符合题意;
已知 是弱酸,虽然无法计算溶液的,但可以判断其
,D不符合题意。
例2 [2024·广东深圳高二期中] 室温时,下列混合溶液的 一定
小于7的是( )
A.的盐酸和 的氨水等体积混合
B.的盐酸和 的氢氧化钡溶液等体积混合
C.的醋酸溶液和 的氢氧化钡溶液等体积混合
D.的硫酸溶液和 的氨水等体积混合
√
[解析] 的盐酸中, 的氨水中
,由于一水合氨为弱碱,则氨水浓度比盐酸
大,在室温下等体积混合后,氨水过量, ,故A错误;
的盐酸中, 的氢氧化钡溶液中
,酸碱都是强电解质,在室温下等体积混合后,
,故B错误;
的醋酸溶液中, 的氢氧化钡溶液
中 ,由于醋酸为弱酸,则醋酸溶液浓度比
氢氧化钡溶液大,在室温下等体积混合后,醋酸过量, ,故C正确;
的硫酸溶液中, 的氨水中
,由于一水合氨为弱碱,则氨水浓度比硫酸
溶液大,在室温下等体积混合后,氨水过量, ,故D错误。
[方法技巧]
1.不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合的速算技巧
当不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合时,若之差,则混
合后溶液的计算有如下口诀:
强酸强酸等体积混合,小值加上0.3;
强碱强碱等体积混合,大值减去0.3。
2.酸、碱混合的规律
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同
强显中性”。
(2),酸、碱之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合,
混合液呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合,混合液呈酸性。
即“谁弱谁过量,显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合时 :
①酸、碱 之和等于14,混合液呈中性。
②酸、碱 之和小于14,混合液呈酸性。
③酸、碱 之和大于14,混合液呈碱性。
学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
【课前自主预习】
酸、碱稀释的规律
常温下任何酸(或碱)溶液无限稀释时,溶液的都不可能大于7
(或小于7),只能接近7。具体见下表:
溶液
酸 强酸
弱酸
碱 强碱
弱碱
注:表中, 。
【核心知识讲解】
一元强酸与一元弱酸的稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
__________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________
(2)相同体积、相同 的盐酸、醋酸
_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________
【知识迁移应用】
例3 [2024·河北保定高二月考],浓度均为 、体积
均为的和溶液,分别加水稀释至体积为,随
的变化如图所示。下列叙述错误的是( )
A.的碱性强于 的碱性
B.的电离程度:点大于 点
C.若两溶液无限稀释,则它们的
相等
D.当 时,若两溶液同时升
高温度,则 增大
√
[解析] , 等体积
的和溶液,前者 ,
后者 小于13,说明前者是强碱,
后者是弱碱,A正确;
是弱碱,加水稀释,促进电离,
点电离程度大于 点,B正确;
两碱溶液无限稀释,溶液近似呈中性,
相等,C正确;
由于 是强碱,在溶液中完全电离,
所以升高温度,不变, 是
弱碱,升高温度,促进电离平衡
向右移动,
增大,所以 减小,D错误。
例4 的两种一元酸溶液和,体积均为 ,稀释过程中
与溶液体积的关系如图所示。若分别滴加 溶液
至,消耗溶液的体积为、 ,则 ( )
A.为弱酸,
B.为强酸,
C.为弱酸,
D.为强酸,
√
[解析] 将和分别稀释10倍, 的变化量:,,
所以 为强酸、为弱酸, 、体积都相等的、溶液,远小于 ,
向其中分别滴加 溶液至,则消耗
溶液的体积为 ,C正确。
[归纳总结] 对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数
强酸变化程度比弱酸大,强碱和弱碱类似。
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,只能确定其范围。
物质的量浓度相等的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释后溶液
的变化如图所示。
学习任务三 溶液的稀释计算
【知识迁移应用】
例5 [2024·河南中州高二期末联考] 常温下,下列关于溶液稀释
的说法正确的是( )
A.的醋酸溶液稀释100倍,
B.的 溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的
C.将的溶液稀释为,
D.的溶液稀释100倍,其
√
[解析] 的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动,稀释100倍时,
,A项错误;
的 溶液稀释100倍时,溶液中的 ,
溶液中的 ,
,B项错误;
溶液稀释到 时,
,,,C项正确;
溶液是强碱溶液,无论怎么稀释, 在常温下都不可能成为6,只能
无限接近于7,D项错误。
例6 的溶液,加水稀释500倍,则稀释后 与
的比值约为( )
A. B. C. D.
√
[解析] 为5的 溶液中氢离子浓度为 ,
硫酸根离子的浓度为
,溶液稀释500倍后,氢离子浓度不可能小于
,只能无限接近 ,而硫酸根离子浓度为
,所以稀释后溶液中
,B正确。
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)室温下的盐酸和的氢氧化钠溶液以体积比 混合,
则混合液显中性( )
√
(2)常温下,的次氯酸溶液,若加水稀释至原体积的10倍,其 为
3( )
×
[解析] 次氯酸溶液中存在 ,稀释时平衡向右移动,
因此常温下 的次氯酸溶液,若加水稀释至原体积的10倍,
。
(3)常温下,的溶液稀释至原体积的100倍,其 ( )
×
[解析] 是强酸,其溶液无论怎么稀释,在常温下 不可能成为8,只
能无限接近于7。
(4)时,体积为的强酸溶液与体积为 的强碱溶液混合后,溶
液呈中性,则混合前、的关系为
( )
√
(5)常温下,的溶液与的 溶液等体积混合
(忽略体积变化),混合后的是 ( )
×
[解析] 混合后溶液呈碱性,应先求,再通过 求
出 。
2.(1)时,现有的稀盐酸,要使它的 ,如果
加入蒸馏水,需加水_____;如果加入 的稀盐酸,需加入
此稀盐酸______ (假定溶液体积有加和性,下同)。
900
1000
[解析] 设加入水的体积为,加入的稀盐酸的体积为 ,则有
,解得 ;
,解得
。
(2)时,将的溶液与的 溶液等体积混
合后,溶液的_____。(已知 )
10.7
[解析] 时的 溶液中,
的 溶液中 ,等体积混合后
,则溶液中的
,所以
。
(3)时,将盐酸和 氢氧化钡溶液等体积
混合后,该混合溶液的 ____。
12
[解析] 两溶液等体积混合后 过量,
,
, 。
(4)时,的体积的某强酸溶液与的 体积的某强
碱溶液混合后,溶液呈中性,已知, ______。
[解析] 因混合后溶液呈中性,则 ,结合
,解得 。
3.在时,有为的溶液和为的溶液,取该 溶
液,用该溶液中和,需 溶液。请回答下列问题:
(1)若,则 ___。
(2)若,则 ___。
(3)若,则_________,且___(填“ ”“ ”或“”) 。
1
[解析] 中和时,即 ,则
。
当时,;
当时, ;
当时,,则。
(4)若题干将盐酸换成为的溶液,,则 ___
(填“ ”“ ”或“”) 。
[解析] 为的 溶液,由于浓度大,所以中和所需要的氢
氧化钠比较多。
1.将的溶液加水稀释500倍,则稀释后 与
的比值约为( )
A. B. C. D.
[解析] 溶液,即 ,原溶液中
,溶液稀释500倍后接近中
性,不可能等于 ,只能无限接近
,
√
1.在室温下,下列叙述正确的是( )
A.将的一元酸溶液稀释到,若溶液的 ,则
此酸为弱酸
B.将盐酸稀释到,得到 的
盐酸
C.用的盐酸分别中和的 溶液和氨水,
消耗盐酸的体积大
D.的盐酸与的硫酸比较,
√
[解析] A项,假设该酸是强酸,稀释10倍后,溶液的 为4,实际上溶液
的 小于4,说明溶液中存在酸的电离平衡,所以该酸是弱酸,A项正确;
盐酸加水稀释后,不可能大于7,B项错误;
相同的溶液和氨水,,所以用 的
盐酸分别中和的 溶液和氨水,氨水消耗盐酸的体积大,
C项错误;
的盐酸中, ,的硫酸,
,则,所以
,D项错误。
2.时,水的离子积常数 ,该温度下,
的稀溶液与 的稀硫酸充分反应
(混合后的体积变化忽略不计),恢复到,测得混合溶液的 ,
则 的值为( )
A. B. C. D.
√
[解析] 时,水的离子积常数 ,该温度下,
的稀溶液, ,
则; 的稀硫酸,
,二者反应后恢复到 ,测得混合溶液的
, ,说明酸过量,
则 ,
解得 。
3.室温下,向相等的两种碱、溶液中加水稀释,其
与加入水的体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.碱性:
B.时,
C.当 时,水的电离程度:
D.当 时,电离平衡常数:
√
[解析] 向相等的两种碱、 溶液中加水稀释相同倍数,
变化越小,说明对应碱的碱性越弱。
据分析可知,碱性:,A错误;
时,碱性越弱浓度越大, ,B正确;
当时,溶液大, 大,碱性越强越抑制水
的电离,则水的电离程度:,C正确;
的碱性弱于 ,电离平衡常数: ,D正确。
4.(1)的某酸溶液稀释100倍,___4, 的某碱溶液稀
释100倍, ___10。
[解析] 若该酸为强酸,则稀释100倍后 ,若为弱酸,则稀释
100倍后;
同理,对的某碱溶液稀释100倍, 。
(2)室温时,将的溶液稀释10倍, _____。
[解析] 的溶液稀释10倍,和 同等程度地
减小,所以 。
(3)常温下,和两种一元碱的溶液分别加水稀释时, 变化
如图所示。下列叙述中不正确的是___。
A. 是一种弱碱
B.在点, 完全电离
C.在点,
D.稀释前溶液中是 溶
液中 的10倍
B
[解析] 由题图可知,稀释100倍后 溶液的变化为2,则 为
强碱,溶液的变化为1,则 为弱碱,A正确;
为弱碱,在任何点都不能完全电离,B错误;
点时 溶液与溶液的相等,
故 与相等,C正确;
稀释前溶液中
, 溶液中
,D正确。
5.完成下列问题(忽略混合时体积变化)。
(1)常温下,的盐酸与的盐酸,若按 的体积比混合,
溶液的为___________________, 为___;若等体积混合,
溶液的为____。已知 。
3
2.3
[解析] 常温下,的盐酸与的盐酸,若按 的体积比
混合后,溶液显酸性,混合后溶液中
,
5.完成下列问题(忽略混合时体积变化)。
(1)常温下,的盐酸与的盐酸,若按 的体积比混合,
溶液的为___________________, 为___;若等体积混合,
溶液的为____。已知 。
3
2.3
故溶液的 ;若等体积混合后,
,溶液的 。
(2)常温下,将 溶液与
溶液混合后,溶液的 为
___________________,为____________________, 为____。
12
[解析] 常温下,将 溶液与
溶液混合后,溶液中氢氧根离子浓度
,常温下,溶液中氢离子浓度
,溶液 。
(3)常温下,的溶液与 的硫酸溶液,若等体积混
合,溶液的为___;若按的体积比混合,溶液的 为___;若
按的体积比混合,溶液的 为____。
7
3
11
[解析] 常温下,的溶液中 ,
的硫酸溶液中 ,等体积混合后,酸和
碱恰好反应,则溶液呈中性,;
(3)常温下,的溶液与 的硫酸溶液,若等体积混
合,溶液的为___;若按的体积比混合,溶液的 为___;若
按的体积比混合,溶液的 为____。
7
3
11
若二者以体积比 混合,则硫酸过量,溶液呈酸性,混合溶液中
,则溶液的
;
(3)常温下,的溶液与 的硫酸溶液,若等体积混
合,溶液的为___;若按的体积比混合,溶液的 为___;若
按的体积比混合,溶液的 为____。
7
3
11
若二者以体积比 混合,则氢氧化钠过量,溶液呈碱性,混合溶液
中 ,则溶液
中的,溶液的 。
练习册
学习任务一 的计算
1.[2024·河北邯郸部分学校期中高二联考]常温下,下列有关溶液
的说法正确的是( )
A.用广泛试纸测得某无色溶液的 为2.13
B.的溶液加水稀释100倍,其
C.将溶液加水稀释为,
D.的溶液和 的盐酸等体积混合,所得溶液的
(忽略溶液体积变化)
√
[解析] 用广泛试纸测得的溶液 数值为整数,A错误;
常温下,溶液的,稀释100倍仍显碱性,不可能 ,
B错误;
常温下将溶液加水稀释为 ,则
,则 ,C正确;
常温下,将的氢氧化钡溶液和的盐酸等体积混合,
和的物质的量相等,所以和 恰好完全反应,溶液呈中性,
,D错误。
2.已知在下(本题涉及的溶液温度均为 ),水的离子积
。下列说法正确的是( )
A.的溶液,
B.的溶液,
C.的溶液与的 溶液等体积混
合,混合溶液的 为6,溶液显酸性
D.完全中和的溶液,需要的 溶液
√
[解析] 的 溶液中,
,,A项正确;
的溶液中,,
,B项错误;
时, ,溶液呈中性,C项错误;
的溶液中, 的溶液中
,二者等体积混合恰好完全中和,D项错误。
3.常温下,将溶液与 溶液等体
积混合,该混合溶液的 等于(混合后体积变化忽略不计)( )
A.1 B.7 C.13 D.14
[解析] 常温下,将溶液与 溶液
等体积混合, 过量,则
,
,则混合溶液的 等于13,选C。
√
4.常温下,将 的盐酸平均分成两份,一份加入适量水,另一
份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量溶液, 都升高了1,
则加入的水与 溶液的体积比为( )
A.9 B.10 C.11 D.12
[解析] 设两份盐酸的体积均为,加水后 增大1,说明加入水的
体积为,设另一份加入的溶液,反应后
也增大1,则 ,解得
,则加入水和溶液的体积比为 ,故选C。
√
5.时,的溶液和的 溶液恰好完
全中和,若,则 为( )
A. B. C. D.
[解析] 时,的溶液中 ,
的溶液中, 的
溶液和的 溶液恰好完全中和,则
,,若 ,
则 ,故选C。
√
学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
6.[2024·重庆八中高二期中]一定温度下,向
冰醋酸中加水进行稀释,稀释过程中溶液导电
能力的变化如图所示(不考虑稀释过程中的温
度变化)。下列说法正确的是( )
A.、、三点对应的溶液中,由大到小的顺序是
B.、、三点对应的溶液中,醋酸的电离程度最大的是 点
C.向 点对应溶液中通入氨气会降低溶液的导电能力
D.向点对应溶液中加水,溶液中的 增大
√
[解析] 导电能力越强,离子浓度越大,由图可知,导电能力:
,则溶液中 ,A正确;
由图可知,加入水的量: ,加水稀释促进醋酸的电离,则
的电离程度:,B错误;
向 点对应溶液中通入氨气将生成强电解质醋酸铵,溶液中离子浓度
增大,导电能力将增强,C错误;
加水虽然会促进醋酸的电离,使平衡正向
移动,但 减小,D错误。
7.常温下,稀释均为12的溶液和氨水时 的变化如图所示,
下列说法错误的是( )
A.曲线表示 溶液
B.若,则
C.稀释之前,两溶液的导电性相同
D.稀释之前,等体积的两溶液中和相同
浓度盐酸的能力:溶液 氨水
√
[解析] 是强碱, 是弱碱;稀释溶液时,两溶液的 都减
小,但稀释至相同倍数时,氨水的 变化较小,故曲线表示溶液,
曲线 表示氨水。
由分析可知,曲线表示 溶液,A正确;
常温下,取的 溶液,,
,若 ,则稀释后,
,
此时溶液中 , ,
B正确;
稀释之前, 溶液中, ,氨水中, ,两溶液中的离子浓度相同,则两溶液的导电性相同,C正确;
稀释之前,由于溶液和氨水的相同,
是强碱, 是弱碱,则
,则等体积的
两溶液中和相同浓度盐酸的能力:
氨水 溶液,D错误。
8.[2024·河北三河高二期中]的、两种酸溶液各 ,分
别加水稀释到,其中与溶液体积 的关系如图所示。下列
说法正确的是( )
A.、 两种酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,酸溶液的酸性比 酸溶液强
C.时,是强酸, 是弱酸
D.若、都是弱酸,则
√
[解析] 由图可知,稀释过程中, 酸溶液的变化小,则酸较酸弱,两
者和 相等时,物质的量浓度一定不同,A项错误;
由图知稀释后溶液的大于溶液的,则 中小于中,酸
溶液的酸性比 酸溶液的酸性弱,B项错误;
的 酸溶液稀释1000倍,不可能增加4,
C项错误;
若、 都是弱酸,稀释1000倍后,、两溶液
均要增大,且增加量均小于3,故 ,
D项正确。
9.[2024·河北石家庄二中高二期中]室温下,向体积相同、
的两种酸、溶液中加水稀释,其 与加入水的体积的变化关
系如图所示。下列说法正确的是( )
A.酸的电离常数:
B.未加水稀释时,水的电离程度:
C. 时,两种酸溶液中:
D.时,溶液导电能力:
√
[解析] 相同的两种酸稀释同等倍数,酸性强的变化大,酸性弱
的 变化小,酸越弱变化越小,则酸性强于 ,又因为酸性越
强,其电离常数越大,故,
A正确;
酸电离出的 对水的电离有抑制作用,因未
加水稀释时两种酸溶液中 相等,则对
水电离抑制程度相同,B错误;
起点两种酸溶液 相同,氢离子浓度相等,
但弱酸的浓度较大,稀释相同的倍数时
,C错误;
溶液的导电性与溶液中的离子浓度有关,
当 时,溶液较大,
即 更小,故导电能力较差,D错误。
10.室温时,将的稀溶液与 的稀硫酸充
分反应。下列关于反应后溶液 的判断错误的是( )
A.若,且,则
B.若,且,则
C.若,且,则
D.若,且,则
√
[解析] 室温时,的稀 溶液中,
的稀硫酸中,则若,且 ,
则有,即 ,
酸碱恰好中和,溶液呈中性,,A正确;
若 ,且,则有
,即,酸过量,,B正确;
若 ,且,则有,
因 ,则酸过量,,C错误;
若,且 ,则有
,则碱过量, ,D正确。
11.常温下,的溶液的 随加入水的体积的变化如图
所示,已知: 。下列说法错误的是( )
A.由水电离出的 一直减小
B.原溶液中的电离度为
C.加水稀释至溶液体积为原溶液体积的10
倍时,所得溶液的
D. 的值为3
√
[解析] 溶液加水稀释,增大, 减小,对水电离的抑制程
度减弱,由水电离出的 增大,故A错误;
的溶液中,设电离出的 浓度为 ,则
,
则 ,原溶液中 的电离度
为 ,故B正确;
根据B项可知原溶液 ,加水稀释至
溶液体积为原溶液体积的10倍时,强酸
增大1,弱酸 增大值小于1,所得溶液的
,故C正确;
根据B项计算可知 的值为3,故D正确。
12.(6分)[2024·浙江宁波高二期末]
(1)(2分)某温度下纯水的 ,在此温度下,将
的溶液与 的稀盐酸混合(溶液体积变化忽略不
计),欲使混合溶液的,则 溶液与盐酸的体积比为_____。
[解析] 某温度下纯水的 ,则该温度下
,的 溶液中
,, 的稀盐酸
中,混合后溶液的 ,此时溶液呈碱性,混
合液中,则有 (碱)
(酸)(碱)(酸),从而可得
(碱)(酸) 。
(2)(2分)将体积相同、均等于1的盐酸和 溶液分别加水稀
释到原来体积的倍、倍,溶液的都变成3,则与 的关系为
________。
[解析] 相同的两种酸稀释同等倍数,酸越弱 变化越小,则相同
的盐酸和醋酸溶液,加水至 ,弱酸需要加的水比较多,稀
释倍数更大。
(3)(2分)时, 溶液呈中性,溶液中,取
该溶液加水稀释至 ,则稀释后溶液中 ________。
[解析] 时,溶液中 ,则有
,取该溶液加水
稀释至 ,此时,
溶液呈中性,此时 ,则有
。
13.(16分)按要求回答下列问题:
(1)(2分)常温下,有关下列四种溶液的说法正确的是___。
① ② ③ ④
A.由水电离出的
B.①稀释到原来的100倍, 与②相同
C.①与③混合,若溶液,则溶液中
D.②与④等体积混合,混合溶液的
D
[解析] 是一元强酸,是一元弱碱, 盐酸中氢离子
浓度大于 氨水中氢氧根离子浓度,对水的电离抑制程度更大,
则由水电离出的 ①,A错误;
①稀释到原来的100倍,浓度变为 ,一水合氨是一元弱碱,则
其,与②不相同,B错误;
① ② ③ ④
①与③混合,若溶液 ,则 ,根据电荷守恒可知
,因此溶液中 ,C错误;
②与④等体积混合后氨水过量,溶液显碱性,混合溶液的 ,D正确。
① ② ③ ④
(2)(4分)已知时,的, 的
,,若氨水的浓度为 ,
则溶液中的___________。将 通入该氨水中,
当降至时,溶液中的 _____。
0.62
[解析] 已知时,的, 的
,。若氨水的浓度为 ,
由于电离常数很小,溶液中一水合氨浓度可近似认为是 ,
根据电离平衡常数可知溶液中的
。
将通入该氨水中,当降至 时,溶液
中 ,则溶液中
。
(3)已知水在和 时,其电离平衡曲线如图所示。
①(4分)曲线A所对应的温度下,
的溶液和 的某溶液中,
若水的电离程度分别用、表示,
则______ (填“大于”“小于”或
“等于”或“无法确定”,下同),若将
二者等体积混合,则混合溶液的
__________7。
等于
无法确定
[解析] 曲线A所对应的温度下水的离子积常数为,的
溶液中氢离子浓度是 ,的某 溶液中氢氧
根离子浓度是 ,因此对水的电离抑制程度相同,
则等于 。
若将二者等体积混合,如果 是强碱,
则二者恰好反应,溶液显中性;
如果是弱碱,则反应后过量,
溶液显碱性,因此混合溶液的
无法确定。
②(3分)在曲线B所对应的温度下,将的 溶液与
等物质的量浓度的溶液等体积混合,所得混合液的
____。
10
[解析] 在曲线B所对应的温度下水的离子积常数为 ,
的 溶液中氢氧根离子浓度是,
的 溶液中氢离子浓度是 ,二者等体积混合氢氧
根离子过量,因此混合后溶液中氢氧根
离子浓度是
,则溶液中氢离子浓度
是,所得混合液的 。
③(3分)若另一温度下测得的溶液的 为11。在
该温度下,将的溶液与的硫酸溶液 混合。
若所得混合液的,且,,则 _____。
[解析] 若另一温度下测得 的溶液的 为11,因此
该温度下水的离子积常数是 。
在该温度下,将的溶液 与的硫酸溶液 混合,
若所得混合液的 ,则说明反应
后碱过量,溶液中氢氧根离子浓度是
,且, ,则
,因此 。
快速核答案
新课探究
学习任务一 pH的计算
【课前自主预习】
1. 2.(1)
(2)
[问题思考]
(1)提示:;
。
(2)提示:;。
(3)提示:;。
【知识迁移应用】
例1 B 例2 C
学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
【知识迁移应用】
例3 D 例4 C
学习任务三 溶液的稀释计算
【知识迁移应用】
例5 C 例6 B
课堂评价
1.(1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)×
2.(1)900 1000 (2)10.7 (3)12 (4)
3.(1)1 (2) (3) (4)
练习册
1.C 2.A 3.C 4.C 5.C
6.A 7.D 8.D 9.A 10.C 11.A
12.(1) (2) (3)
13.(1)D (2) 0.62 (3)①等于 无法确定
②10 ③第2课时 pH的计算
1.C [解析] 用广泛pH试纸测得的溶液pH数值为整数,A错误;常温下,NaOH溶液的pH>7,稀释100倍仍显碱性,pH不可能<7,B错误;常温下将1 L 0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L,则c(OH-)==
0.1 mol·L-1,则pH=13,C正确;常温下,将pH=13的氢氧化钡溶液和pH=1的盐酸等体积混合,H+和OH-的物质的量相等,所以H+和OH-恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7,D错误。
2.A [解析] 0.005 mol·L-1的H2SO4溶液中,c(H+)=0.005 mol·L-1×2=1×10-2 mol·L-1,pH=-lg c(H+)=-lg (1×10-2)=2,A项正确;0.001 mol·L-1的NaOH溶液中,c(OH-)=0.001 mol·L-1,pH=-lg =9,B项错误;pH=6时,c(H+)=c(OH-),溶液呈中性,C项错误;pH=3的溶液中c(H+)=1×10-3 mol·L-1,pH=9的溶液中c(OH-)=1×10-3 mol·L-1,二者等体积混合恰好完全中和,D项错误。
3.C [解析] 常温下,将0.2 mol·L-1 HCl溶液与0.2 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合,Ba(OH)2过量,则c(OH-)==0.1 mol·L-1,c(H+)==10-13 mol·L-1,则混合溶液的pH等于13,选C。
4.C [解析] 设两份盐酸的体积均为x L,加水后pH增大1,说明加入水的体积为9x L,设另一份加入0.1 mol·L-1的NaOH溶液y L,反应后pH也增大1,则=0.01 mol·L-1,解得y=x,则加入水和NaOH溶液的体积比为9x∶x=11∶1,故选C。
5.C [解析] 25 ℃时,pH=m的HCl溶液中c(H+)=10-m mol·L-1,pH=n的NaOH溶液中c(OH-)=
10n-14 mol·L-1,V1 L pH=m的HCl溶液和V2 L pH=n的NaOH溶液恰好完全中和,则V1×10-m=V2×10n-14,==10m+n-14,若m+n=13,则V1∶V2=1∶10,故选C。
6.A [解析] 导电能力越强,离子浓度越大,由图可知,导电能力:b>a>c,则溶液中c(H+):b>a>c,A正确;由图可知,加入水的量:a7.D [解析] NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱;稀释溶液时,两溶液的pH都减小,但稀释至相同倍数时,氨水的pH变化较小,故曲线b表示NaOH溶液,曲线a表示氨水。由分析可知,曲线b表示NaOH溶液,A正确;常温下,取1 L pH=12的NaOH溶液,c(H+)=10-12 mol·L-1,c(OH-)=10-2 mol·L-1,若x=103,则稀释后,c(OH-)==10-5 mol·L-1,此时溶液中c(H+)=10-9 mol·L-1,pH=9,B正确;稀释之前,NaOH溶液中,c(Na+)+c(H+)=c(OH-)=10-2 mol·L-1,氨水中,c(N)+c(H+)=c(OH-)=10-2 mol·L-1,两溶液中的离子浓度相同,则两溶液的导电性相同,C正确;稀释之前,由于NaOH溶液和氨水的pH相同,NaOH是强碱,NH3·H2O是弱碱,则n(NH3·H2O) >n(NaOH),则等体积的两溶液中和相同浓度盐酸的能力:氨水>NaOH溶液,D错误。
8.D [解析] 由图可知,稀释过程中,b酸溶液的pH变化小,则b酸较a酸弱,两者V和pH相等时,物质的量浓度一定不同,A项错误;由图知稀释后a溶液的pH大于b溶液的pH,则a中c(H+)小于b中c(H+),a酸溶液的酸性比b酸溶液的酸性弱,B项错误;pH=2的a酸溶液稀释1000倍,pH不可能增加4,C项错误;若a、b都是弱酸,稀释1000倍后,a、b两溶液pH均要增大,且增加量均小于3,故29.A [解析] pH相同的两种酸稀释同等倍数,酸性强的pH变化大,酸性弱的pH变化小,酸越弱pH变化越小,则HA酸性强于HB,又因为酸性越强,其电离常数越大,故Ka(HA)>Ka(HB),A正确;酸电离出的H+对水的电离有抑制作用,因未加水稀释时两种酸溶液中c(H+)相等,则对水电离抑制程度相同,B错误;起点两种酸溶液pH相同,氢离子浓度相等,但弱酸的浓度较大,稀释相同的倍数时c(HA)10.C [解析] 室温时,pH=a的稀NaOH溶液中c(OH-)=10a-14 mol·L-1,pH=b的稀硫酸中c(H+)=10-b mol·L-1,则若x=y,且a+b=14,则有==10a+b-14=1,即n(H+)=n(OH-),酸碱恰好中和,溶液呈中性,pH=7,A正确;若10x=y,且a+b=13,则有==10a+b-15=0.01,即n(H+)>n(OH-),酸过量,pH<7,B正确;若ax=by,且a+b=13,则有==,因a>b,则酸过量,pH<7,C错误;若x=10y,且a+b=14,则有==10a+b-13=10,则碱过量,pH>7,D正确。
11.A [解析] HA溶液加水稀释,pH增大,c(H+)减小,对水电离的抑制程度减弱,由水电离出的n水(H+)增大,故A错误;0.1 mol·L-1的HA溶液中,设电离出的H+浓度为a mol·L-1,则Ka(HA)=≈=1.0×10-5,则a=1.0×10-3 ,原溶液中HA的电离度为×100%=1%,故B正确;根据B项可知原溶液pH=3,加水稀释至溶液体积为原溶液体积的10倍时,强酸pH增大1,弱酸pH增大值小于1,所得溶液的pH<4,故C正确;根据B项计算可知x的值为3,故D正确。
12.(1)2∶9 (2)m[解析] (1)某温度下纯水的c(H+)=1×10-6 mol·L-1,则该温度下KW=1×10-12,pH=8的Ba(OH)2溶液中
c(H+)=10-8 mol·L-1,c(OH-)=10-4 mol·L-1,pH=5的稀盐酸中c(H+)=10-5 mol·L-1,混合后溶液的pH=7,此时溶液呈碱性,混合液中c(OH-)=10-5 mol·L-1,则有10-4 mol·L-1×V(碱)-10-5 mol·L-1×V(酸)=10-5 mol·L-1×
[V(碱)+V(酸)],从而可得V(碱)∶V(酸)=2∶9。
(2)pH相同的两种酸稀释同等倍数,酸越弱pH变化越小,则相同pH的盐酸和醋酸溶液,加水至pH=3,弱酸需要加的水比较多,稀释倍数更大。
(3)25 ℃时,Na2SO4溶液中c(S)=5×10-4 mol·L-1,则有c(Na+)=2c(S)=2×5×10-4 mol·L-1=1×10-3 mol·L-1,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,此时c(Na+)=×1×10-3 mol·L-1=1×10-4 mol·L-1,Na2SO4溶液呈中性,此时c(OH-)=1×10-7 mol·L-1,则有c(Na+)∶c(OH-)=(1×10-4 mol·L-1)∶(1×10-7 mol·L-1)=1000∶1。
13.(1)D (2)6.0×10-3 0.62
(3)①等于 无法确定 ②10 ③1∶9
[解析] (1)HCl是一元强酸,NH3·H2O是一元弱碱,0.1 mol·L-1盐酸中氢离子浓度大于0.1 mol·L-1氨水中氢氧根离子浓度,对水的电离抑制程度更大,则由水电离出的c水(H+):③<①,A错误;①稀释到原来的100倍,浓度变为10-3 mol·L-1,一水合氨是一元弱碱,则其pH<11,pH与②不相同,B错误;①与③混合,若溶液pH=7,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可知c(N)+c(H+)=c(OH-)+c(Cl-),因此溶液中c(N)=c(Cl-),C错误;②与④等体积混合后氨水过量,溶液显碱性,混合溶液的pH>7,D正确。
(2)已知25 ℃时,NH3·H2O的Kb=1.8×10-5,H2SO3的Ka1=1.3×10-2,Ka2=6.2×10-8。若氨水的浓度为2.0 mol·L-1,由于电离常数很小,溶液中一水合氨浓度可近似认为是2.0 mol·L-1,根据电离平衡常数可知溶液中的c(N)≈c(OH-)= mol·L-1=6.0×10-3 mol·L-1。将SO2通入该氨水中,当c(OH-)降至1.0×10-7 mol·L-1时,溶液中c(H+)=1.0×10-7 mol·L-1,则溶液中===0.62。
(3)①曲线A所对应的温度下水的离子积常数为10-14,pH=2的HCl溶液中氢离子浓度是0.01 mol·L-1,pH=12的某BOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01 mol·L-1,因此对水的电离抑制程度相同,则α1等于α2。若将二者等体积混合,如果BOH是强碱,则二者恰好反应,溶液显中性;如果BOH是弱碱,则反应后BOH过量,溶液显碱性,因此混合溶液的pH无法确定。
②在曲线B所对应的温度下水的离子积常数为10-12,0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液中氢氧根离子浓度是
0.04 mol·L-1,0.02 mol·L-1的NaHSO4溶液中氢离子浓度是0.02 mol·L-1,二者等体积混合氢氧根离子过量,因此混合后溶液中氢氧根离子浓度是=0.01 mol·L-1,则溶液中氢离子浓度是10-10 mol·L-1,所得混合液的pH=10。
③若另一温度下测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,因此该温度下水的离子积常数是0.01×10-11=10-13。在该温度下,将pH=a的NaOH溶液V1 L与pH=b的硫酸溶液V2 L混合,若所得混合液的pH=10,则说明反应后碱过量,溶液中氢氧根离子浓度是0.001 mol·L-1,且a=12,b=2,则=
0.001 mol·L-1,因此V1∶V2=1∶9。第2课时 pH的计算
◆ 学习任务一 pH的计算
【课前自主预习】
1.pH计算公式
pH= 。
2.强酸和强碱溶液的pH计算
(1)c mol·L-1 HnA强酸溶液的pH (25 ℃)
计算步骤:① ;② 。
(2)c mol·L-1 B(OH)n强碱溶液的pH (25 ℃)
计算步骤:① ;
② ;
③ 。
3.混合溶液pH的计算
(1)强酸与强酸混合(稀溶液体积变化忽略)
c混(H+)=,然后求pH。
(2)强碱与强碱混合(稀溶液体积变化忽略)
先计算c混(OH-)=,再求c混(H+)=,最后求pH。
(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:
先求c余(H+)=,再求pH。
③碱过量:
先求c余(OH-)=,再求c(H+)=,最后求pH。
[问题思考]
下列溶液都处于常温下。
(1)pH=3的某盐酸中,c(H+)为多少 由水电离产生的c水(H+)又是多少
(2)0.05 mol·L-1 H2SO4溶液中,c(OH-)为多少 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 pH为多少
【核心知识讲解】
1.溶液pH计算的基本流程
2.pH计算的类型
【知识迁移应用】
例1 25 ℃时,下列溶液的pH=12的是 ( )
A.0.002 mol·L-1 HCl溶液
B.0.005 mol·L-1 Ba(OH)2溶液
C.0.001 mol·L-1 KOH溶液
D.0.01 mol·L-1 HF溶液
例2 [2024·广东深圳高二期中] 室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是 ( )
A.pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合
B.pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
C.pH=3的醋酸溶液和pH=11的氢氧化钡溶液等体积混合
D.pH=3的硫酸溶液和pH=11的氨水等体积混合
[方法技巧]
1.不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合的pH速算技巧
当不同浓度的强酸(或强碱)溶液等体积混合时,若pH之差≥2,则混合后溶液的pH计算有如下口诀:
强酸强酸等体积混合,小值加上0.3;
强碱强碱等体积混合,大值减去0.3。
2.酸、碱混合的规律
(1)等浓度等体积的一元酸与一元碱混合的溶液——“谁强显谁性,同强显中性”。
(2)25 ℃,酸、碱pH之和等于14时,一元强酸和一元弱碱等体积混合,混合液呈碱性;一元弱酸和一元强碱等体积混合,混合液呈酸性。即“谁弱谁过量,显谁性”。
(3)强酸、强碱等体积混合(25 ℃时):
①酸、碱pH之和等于14,混合液呈中性。
②酸、碱pH之和小于14,混合液呈酸性。
③酸、碱pH之和大于14,混合液呈碱性。
◆ 学习任务二 酸、碱溶液稀释图像
【课前自主预习】
酸、碱稀释的规律
常温下任何酸(或碱)溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7(或小于7),只能接近7。具体见下表:
溶液 稀释前溶液的 pH 加水稀释到体积为原来的10n倍 稀释后溶液的 pH
酸 强酸 pH=a pH=a+n
弱酸 a碱 强碱 pH=b pH=b-n
弱碱 b-n注:表中a+n<7,b-n>7。
【核心知识讲解】
一元强酸(HCl)与一元弱酸(CH3COOH)的稀释图像比较
(1)相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,醋酸的pH大 加水稀释到相同的pH,盐酸加入的水多
(2)相同体积、相同pH的盐酸、醋酸
加水稀释相同的倍数,盐酸的pH大 加水稀释到相同的pH,醋酸加入的水多
【知识迁移应用】
例3 [2024·河北保定高二月考] 25 ℃,浓度均为0.10 mol·L-1、体积均为V0 L的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积为V L,pH随lg 的变化如图所示。下列叙述错误的是 ( )
A.MOH的碱性强于ROH的碱性
B.ROH的电离程度:b点大于a点
C.若两溶液无限稀释,则它们的c(OH-)相等
D.当lg =2时,若两溶液同时升高温度,则增大
例4 pH=2的两种一元酸溶液x和y,体积均为100 mL,稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示。若分别滴加NaOH溶液(c=0.1 mol·L-1)至pH=7,消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy,则 ( )
A.x为弱酸,VxB.x为强酸,Vx>Vy
C.y为弱酸,VxD.y为强酸,Vx[归纳总结] 对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数
强酸pH变化程度比弱酸大,强碱和弱碱类似。
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。
物质的量浓度相等的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释后溶液pH的变化如图所示。
◆ 学习任务三 溶液的稀释计算
【知识迁移应用】
例5 [2024·河南中州高二期末联考] 常温下,下列关于溶液稀释的说法正确的是 ( )
A.pH=3的醋酸溶液稀释100倍,pH=5
B.pH=4的H2SO4溶液加水稀释100倍,溶液中由水电离产生的c水(H+)=1×10-6 mol·L-1
C.将1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀释100倍,其pH=6
例6 pH=5的H2SO4溶液,加水稀释500倍,则稀释后c(S)与c(H+)的比值约为 ( )
A. B. C. D.
1.判断正误(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)室温下pH=5的盐酸和pH=9的氢氧化钠溶液以体积比1∶1混合,则混合液显中性 ( )
(2)常温下,pH=2的次氯酸溶液,若加水稀释至原体积的10倍,其pH为3 ( )
(3)常温下,pH=6的HCl溶液稀释至原体积的100倍,其pH=8 ( )
(4)25 ℃时,体积为V1的强酸溶液与体积为V2的强碱溶液混合后,溶液呈中性,则混合前pH酸、pH碱的关系为pH酸+pH碱=14+lg ( )
(5)常温下,pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合(忽略体积变化),混合后的c(H+)是 mol·L-1 ( )
2.(1)25 ℃时,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)25 ℃时,将pH=8的NaOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH= 。(已知lg 2≈0.3)
(3)25 ℃时,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,x∶y= 。
3.在25 ℃时,有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液,取V1 L该HCl溶液,用该NaOH溶液中和,需V2 L NaOH溶液。请回答下列问题:
(1)若a+b=14,则= 。
(2)若a+b=13,则= 。
(3)若a+b>14,则= ,且V1 (填“>”“<”或“=”)V2。
(4)若题干将盐酸换成pH为a的CH3COOH溶液,a+b=14,则V1 (填“>”“<”或“=”)V2。