《2022高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第2課時(shí)《溶液pH的計(jì)算》知識(shí)點(diǎn)歸納及例題演練 新人教版選修4》由會(huì)員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《2022高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第2課時(shí)《溶液pH的計(jì)算》知識(shí)點(diǎn)歸納及例題演練 新人教版選修4(7頁珍藏版)》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、2022高中化學(xué) 第三章 水溶液中的離子平衡 第二節(jié) 第2課時(shí)《溶液pH的計(jì)算》知識(shí)點(diǎn)歸納及例題演練 新人教版選修4
[學(xué)習(xí)目標(biāo)定位] 1.學(xué)會(huì)pH的簡(jiǎn)單計(jì)算。2.了解溶液稀釋時(shí)pH的變化規(guī)律,會(huì)計(jì)算各類混合溶液的pH。
根據(jù)水的離子積Kw=c(H+)·c(OH-),回答下列問題:
(1)c(H+)為1.0×10-2 mol·L-1的某溶液中,c(OH-)為1.0×10-12 mol·L-1,其pH為2。
(2)pH=3的某溶液中,c(H+)為1.0×10-3 mol·L-1,由水電離產(chǎn)生的c(H+)為1.0×10-11 mol·L-1。
(3)c(H+)為1.0×10-1
2、2 mol·L-1的溶液呈堿性,你判斷的依據(jù)是c(OH-)>c(H+)。
探究點(diǎn)一 酸、堿溶液混合后pH的計(jì)算方法
1.計(jì)算下列溶液的pH:
(1)1.0×10-4 mol·L-1鹽酸溶液的pH為4;
(2)將0.4 g NaOH固體溶于水得到1 L溶液,該溶液的pH為12。
2.pH=2的鹽酸與pH=4的鹽酸,若按1∶10的體積比混合后,溶液的c(H+)為1.0×10-3 mol·L-1,pH為3。
3.將200 mL 5×10-3 mol·L-1 NaOH溶液與100 mL 2×10-2 mol·L-1 NaOH溶液混合后,溶液的c(OH-)為1.0×10-2 mol·L-
3、1,c(H+)為1.0×10-12 mol·L-1,pH為12。
4.pH=12的NaOH溶液與pH=2的硫酸,若等體積混合后,溶液的pH為7;若按9∶11的體積比混合后,溶液的pH為3;若按11∶9的體積比混合后,溶液的pH為11。
[歸納總結(jié)]
溶液pH的計(jì)算方法
1.強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液的pH的計(jì)算方法
先求出強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液中的c(H+),強(qiáng)酸直接由酸的濃度求出,強(qiáng)堿先由堿的濃度求出c(OH-),再根據(jù)水的離子積換算出c(H+),然后用公式pH=-lgc(H+)求出pH。
2.酸、堿溶液混合后pH的計(jì)算方法
(1)強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合
c(H+)混=,然后再求pH。
(2)強(qiáng)堿與強(qiáng)
4、堿混合
先計(jì)算:c(OH-)混=
再求c(H+)混=,最后求pH。
(3)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合
①恰好完全反應(yīng),溶液呈中性,pH=7。
②酸過量:
先求c(H+)余=,
再求pH。
③堿過量:
先求c(OH-)余=,
再求c(H+)=,然后求pH。
[活學(xué)活用]
1.將0.1 mol·L-1 HCl溶液和0.06 mol·L-1的Ba(OH)2溶液等體積混合后,則該溶液的pH是( )
A.1.7 B.12.3 C.12 D.1
答案 C
解析 這是強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的混合,要先判斷混合液的酸堿性。酸中c(H+)=0.1 mol·L-1;堿中c(OH-)
5、=0.12 mol·L-1,等體積混合堿過量,根據(jù)pH值的計(jì)算方法,要先求c(OH-),再求c(H+),最后求pH值。c(OH-)余==0.01 mol·L-1,c(H+)==1×10-12mol·L-1
pH=-lgc(H+)=12。
2.pH=13的強(qiáng)堿溶液與pH=2的強(qiáng)酸溶液混合,所得混合液的pH=11,則強(qiáng)堿與強(qiáng)酸的體積比是( )
A.11∶1 B.9∶1
C.1∶11 D.1∶9
答案 D
解析 可設(shè)堿與酸的體積分別為V堿和V酸,由題意可知,混合后堿過量,可列等式:=10-(14-11),解之可得V堿∶V酸=1∶9。
探究點(diǎn)二 酸、堿溶液稀釋后的pH變化規(guī)律
1
6、.計(jì)算下列酸溶液稀釋后的pH
(1)pH=2的鹽酸,若加水稀釋10倍,其pH為3;若加水稀釋10n倍,其pH為2+n。
(2)若將pH=5的鹽酸加水稀釋103倍,其pH接近于7。
(3)pH=2的醋酸溶液,加水稀釋10倍,其pH大小范圍應(yīng)是2
7、pH就增大n個(gè)單位,即pH=a+n(其中a+n<7);由于稀釋過程中,弱酸還會(huì)繼續(xù)電離,故弱酸的pH范圍是a7);由于稀釋過程中,弱堿還會(huì)繼續(xù)電離,故弱堿的pH范圍是b-n7);堿溶液無限稀釋,pH只能無限接近于7,不能小于7。如圖Ⅱ所示。
[活學(xué)活用]
3.常溫下,關(guān)于溶液的稀釋下列說法正確的是( )
A.pH=3的醋酸溶液稀釋100倍,pH=5
B.p
8、H=4的H2SO4溶液加水稀釋100倍,溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-6 mol·L-1
C.將1 L 0.1 mol·L-1的Ba(OH)2溶液稀釋為2 L,pH=13
D.pH=8的NaOH溶液稀釋100倍,其pH=6
答案 C
解析 A項(xiàng),pH=3的醋酸溶液在稀釋過程中電離平衡正向移動(dòng),稀釋100倍時(shí),3
9、1;C項(xiàng),0.1 mol·L-1 Ba(OH)2溶液稀釋到2 L時(shí),c(OH-)= mol·L-1=0.1 mol·L-1,c(H+)=1×10-13 mol·L-1,pH=13;D項(xiàng),NaOH是堿溶液,無論怎么稀釋,pH在常溫下不可能成為6,只能無限接近于7。
4.在25 ℃的條件下,將體積都為10 mL,pH都等于3的醋酸和鹽酸,加水稀釋到a mL和b mL,測(cè)得稀釋后溶液的pH均為5,則稀釋時(shí)加入水的體積為( )
A.a(chǎn)=b=1 000 mL B.a(chǎn)=b>1 000 mL
C.a(chǎn)
10、.a(chǎn)>b
答案 D
解析 在溶液中,鹽酸電離是不可逆的,而CH3COOH的電離是可逆的,存在電離平衡,在加水稀釋的過程中,鹽酸溶液里c(H+)的主要變化只有一個(gè),即減??;CH3COOH溶液里c(H+)的主要變化有兩個(gè),即減小和增大。若a=b,稀釋后的CH3COOH溶液pH<5,若使CH3COOH溶液pH=5,就必須繼續(xù)加水稀釋,即a>b。
1.溶液pH計(jì)算
堿按堿、酸按酸,同強(qiáng)混合在中間,
異強(qiáng)混合看過量,無限稀釋7為限。
2.pH差值≥2的兩種強(qiáng)酸等體積混合后,pH混=pH?。?.3
pH差值≥2的兩種強(qiáng)堿等體積混合后,pH混=pH大-0.3
1.將100 mL 0.
11、001 mol·L-1的鹽酸和50 mL pH=3的硫酸溶液混合后,所得溶液的pH為(設(shè)混合后溶液體積的變化忽略不計(jì))( )
A.4.5 B.2.7 C.3.3 D.3
答案 D
解析 兩種酸混合后,溶液中的c(H+)=
=0.001 mol·L-1,所以溶液的pH=-lgc(H+)=-lg0.001=3。
2.pH=2和pH=4的兩種稀硫酸,等體積混合后,下列結(jié)論正確的是(設(shè)混合后溶液體積的變化忽略不計(jì))( )
A.c(H+)=1×10-3 mol·L-1
B.c(OH-)=2×10-12 mol·L-1
C.pH=2.3
D.pH=3
答案
12、C
解析 強(qiáng)酸等體積混合,利用近似計(jì)算:pH=2+0.3=2.3,c(H+)=1×10-2.3 mol·L-1。
3.現(xiàn)有常溫時(shí)pH=1的某強(qiáng)酸溶液10 mL,下列操作能使溶液的pH變成2的是( )
A.加水稀釋成100 mL
B.加入10 mL的水進(jìn)行稀釋
C.加入10 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液
D.加入10 mL 0.01 mol·L-1的HCl溶液
答案 A
解析 A加水稀釋為原溶液體積的10倍,強(qiáng)酸的pH正好增大1個(gè)單位。
4.室溫下,下列溶液等體積混合后,所得溶液的pH一定大于7的是( )
A.0.1 mol·L-1的鹽酸和0.1 mol·
13、L-1的氫氧化鈉溶液
B.0.1 mol·L-1的鹽酸和0.05 mol·L-1的氫氧化鋇溶液
C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氫氧化鈉溶液
D.pH=4的鹽酸和pH=10的氨水
答案 D
解析 本題考查了酸堿反應(yīng)后溶液pH的計(jì)算及判斷。HCl為一元強(qiáng)酸,NaOH為一元強(qiáng)堿,Ba(OH)2為二元強(qiáng)堿,故等體積等物質(zhì)的量濃度的HCl與NaOH恰好中和,pH=7;與Ba(OH)2反應(yīng)時(shí),c(H+)=c(OH-)=2c[Ba(OH)2],pH=7,故A、B錯(cuò)誤;pH=4的醋酸溶液中電離出的c(H+)=1×10-4 mol·L-1,pH=10的NaOH溶液電離出的c(OH-)=1×10-
14、4 mol·L-1,因此CH3COOH電離出的H+恰好與NaOH中和,還有大量的CH3COOH分子過量,故pH<7,同理,D項(xiàng)中氨水過量,溶液顯堿性,pH>7,故C錯(cuò)誤,D正確。
5.下列敘述正確的是( )
A.100 ℃純水的pH=6,所以水在100 ℃時(shí)呈酸性
B.pH=3的鹽酸溶液,稀釋至10倍后pH>4
C.0.2 mol·L-1的醋酸與等體積水混合后pH=1
D.pH=3的鹽酸與pH=11的氫氧化鈉等體積混合后pH=7
答案 D
解析 A選項(xiàng)中因?yàn)槭羌兯还芷鋚H為多少都呈中性;B選項(xiàng)中鹽酸是強(qiáng)酸,所以每稀釋10倍pH增大1,故pH=4;C選項(xiàng)中將0.2 mol·L
15、-1的醋酸與等體積水混合后,溶液的濃度變?yōu)?.1 mol·L-1,但由于醋酸是弱酸,所以pH大于1;D選項(xiàng)中鹽酸與氫氧化鈉恰好完全反應(yīng),所以呈中性。
6.在某溫度下的水溶液中,c(H+)=1.0×10x mol·L-1,c(OH-)=
1.0×10y mol·L-1,x與y的關(guān)系如圖所示。
(1)該溫度下,水的離子積為____________。
(2)該溫度下,0.01 mol·L-1 NaOH溶液的pH為________。
答案 (1)1.0×10-15 (2)13
解析 (1)由圖可知:該溫度下,水的離子積Kw=c(H+)·c(OH-)=(1.0×10x)·(1.0×10y)=1.0×10x+y=1.0×10-15。
(2)該溫度下,0.01 mol·L-1 NaOH溶液中c(OH-)=0.01 mol·L-1,則c(H+)== mol·L-1=1.0×10-13 mol·L-1,因此溶液pH=13。