溶液PH计算 教案.docx

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溶液PH计算教案

教案标题

常见的天气系统

教师姓名

邢玲玲

学生姓名

××××

学科

地理

适用年级

高二

适用范围

全国

课时/时间

1课时/1.5小时

教学目标

知识

目标

1.了解单一溶液pH求算方法；

2.掌握溶液稀释规律。

3.掌握混合溶液pH值的计算

能力

目标

1.通过复习回顾pH的定义、计算方法为后面的学习打下基础；

2.通过不同类型溶液的pH值的计算来巩固提高学生的分析、解决计算问题的能力。

情感

态度

价值观

1.培养学生的归纳思维能力和知识的综合运用能力

2.通过pH值的教学，培养学生的计算能力，并对学生进行科学方法的指导

知识点

熟练掌握锋面系统、低压系统、高压系统的特点

重难点

1.溶液稀释规律

2.混合溶液的pH值计算

教学过程：

一、回顾：

溶液pH的定义表达式，求算简单pH，突出抓住c（H+）计算。

二、知识讲解：

溶液PH计算的整体思路是：

1、根据pH的定义pH=-lgc（H+），溶液PH计算的核心是确定溶液中的c（H+）相对大小。

2、根据pH定义pH=-lgc（H+）的引申，溶液的pOH=-lgc（OH-），溶液pOH计算的核心是确定溶液中的c（OH-）相对大小，再根据pH+pOH=-lgKw得出pH

3、在溶液pH的计算时，当两种溶液的浓度相差100及其以上，浓度相差悬殊，浓度较小的pH可以忽略不计。

一、单一溶液pH的计算

若该溶液是酸性溶液，必先确定c（H+），再进行pH的计算；若该溶液是碱性溶液，必先确定c（OH-），可根据c（H+）·c（OH-）=Kw换算成c（H+），再求pH，或由引用pH定义，由c（OH-）直接求pOH，再根据pH+pOH=-lgKw，换算出pH。

等物质的量浓度的下列物质，求其pH或pOH

物质

化学式

pH

强酸

HnA

pH=-lg（nc）

弱酸

HmB

pH=-lg（ncα）

强碱

A（OH）n

pOH=-lg（nc）

弱碱

B（OH）m

pOH=-lg（ncα）

例1：

求室温条件下0.005mol/L的H2SO4溶液的pH值

解:

∵C（H2SO4）=0.005mol/L

∴[H+]=0.005×2=0.01mol/L

pH=-lg[H+]=-lg0.01=2

例2：

求室温条件下0.005mol/L的Ba（OH）2溶液的pH值

解:

∵C（Ba（OH）2）=0.005mol/L

∴[OH-]=0.005×2=0.01mol/L

[H+]=Kw/[OH-]=10－14/0.01=10－12mol/L

∴PH=-lg[H+]=-lg10－12=12

例3：

已知室温条件下,某溶液的pH=4,求此溶液中H+和OH-的浓度．

解:

∵PH=4=-lg[H+]=4

∴[H+]=10－4mol/L

[OH-]=Kw/[H+]=10－14/10－4=10－10mol/L

例4：

25℃时,0.1mol/L某一元弱酸的电离度为1％,求此溶液的pH值．

解：

[H+]=cα=0.1mol/L×1％=10-3mol/L

pH=3

例5：

25℃时,0.1mol/L某一元弱碱的电离度为1％,求此溶液的PH值．

解：

[OH-]=cα=0.1mol/L×1％=10-3mol/L

[H+]=Kw/[OH-]=10－14/10－3=10－11mol/L

pH=11

二、溶液混合后pH的计算

（1）两强酸混合,先求混合后的c（H+）混,再直接求pH值：

c（H+）混==[c（H＋）1·V1＋c（H＋）2·V2]/（V1＋V2）

速算规律：

pH相差2个单位以上的强酸等体积混合，混合后的pH混=pH小+0.3

例6、pH=4的盐酸和pH=2的盐酸等体积混合后，溶液的pH为多少？

解析：

由题意pH=4的盐酸，c（H+）1=1.0×10-4mol/L；pH=2的盐酸，c（H+）2=1.0×10-2mol/L。

c（H+）混=（1.0×10-4mol/L×V+1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，pH=2.3

例7、pH=2的盐酸与pH＝4的盐酸按体积比2：

3混合后溶液的pH值为多少？

解析：

由题意pH=2的盐酸，c（H+）1=1.0×10-2mol/L；pH=4的盐酸，c（H+）2=1.0×10-4mol/L,c（H+）混=（1.0×10-2mol/L×2V+1.0×10-4mol/L×3V）/5V=4.0×10-3mol/L，pH=2.4

（2）两强碱混合：

先求混合后c（OH―）混，再间接求pH值：

c（OH―）混==[c（OH－）1·V1＋c（OH－）2·V2]/（V1＋V2）

速算规律：

pH相差2个单位以上的强碱等体积混合，混合后的pH混=pH大-0.3

例8、室温下pH＝11和pH＝13的两种强碱溶液等体积混合，则混合液的pH为多少？

解析：

由题意pH=11的强碱，c（OH-）1=1.0×10-3mol/L；pH=13的强碱，c（OH-）2=1.0×10-1mol/L,c（OH-）混=（1.0×10-3mol/L×V+1.0×10-1mol/L×V）/2V=5.0×10-2mol/L，pOH=1.3所以混合溶液的pH=14-1.3=12.7

例9、VmLpH=10的NaOH溶液跟2VmLpH=11的Ba（OH）2溶液混合,混合液的pH为多少？

解析：

由题意pH=10的NaOH溶液，c（OH-）1=1.0×10-4mol/L；pH=11的Ba（OH）2溶液，c（OH-）2=1.0×10-3mol/L,c（OH-）混=（1.0×10-4mol/L×V+1.0×10-3mol/L×2V）/3V=7.0×10-4mol/L，pOH=4-0.85=3.15所以混合溶液的pH=14-3.15=10.85

（3）强酸与强碱溶液混合：

根据n（H+）与n（OH―）的相对大小先判断酸、碱的过量情况。

●强酸与强碱恰好完全反应，溶液呈中性，pH=（-lgKω）/2。

●若酸过量，溶液呈酸性，n（H+）＞n（OH-），c（H+）混=[n（H+）－n（OH-）]/V总。

●若碱过量，溶液呈碱性，n（OH-）＞n（H+），c（OH-）混=[n（OH-）－n（H+）]/V总，再求出c（H+）混进而求出溶液的pH；或者由c（OH-）混求出pOH，再根据pH+pOH=-lgKω求出溶液的pH即可。

例10、60ml0.5mol/LNaOH溶液和40ml0.4mol/L硫酸混合后，溶液的pH最接近于（）

解析：

由题意知，酸碱中和反应后，酸过量，c（H+）混=[n（H+）－n（OH-）]/V总=（0.032mol－0.03mol）/0.1L=0.02mol/L，pH=1.7。

●若未标明酸碱的强弱，混合后溶液PH不定，应分析讨论。

⑴室温下，若强酸（pH1）和强碱（pH2）等体积混合:

pH1+pH2=14，则溶液呈中性，pH=7；

pH1+pH2＞14，则溶液呈碱性，pH＞7；

pH1+pH2＜14，则溶液呈酸性，pH＜7。

⑵室温下，若酸（pH1）和碱（pH2）等体积混合:

pH1+pH2=14，

若为强酸与强碱（弱酸与弱碱），则恰好反应，pH=7；

若为弱酸与强碱，则酸有剩余，pH＜7；

若为强酸与弱碱，则碱有剩余，pH＞7。

（室温下pH=a的酸与pOH=b的碱溶液等体积混合，且a+b=14，混合后溶液的酸碱性：

谁弱显谁性、同强同弱显中性）

例11、在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（）

A．pH=3的硝酸和pH=11的氢氧化钠溶液B．pH=3的盐酸和pH=11的氨水

C．pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液D．pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液

解析：

A、C两选项为强酸与强碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈中性，pH=7。

B选项为强酸与弱碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈碱性，pH＞7。

D选项为弱酸与强碱的混合，且pH1+pH2=14，则溶液呈酸性，pH＜7。

故应选D。

（4）两种溶液混合后体积的关系

室温下强酸和强碱两种溶液混合，若混合后溶液显中性，则根据酸碱反应的原理n（H+）=c（OH-）计算溶液的体积比。

由c酸v酸=c碱v碱得出10-pH酸v酸=10pH碱-14v碱由此得出酸和碱的体积比：

v酸：

v碱=10pH酸+pH碱-14

对任意温度下强酸和强碱反应，其pH之和（pH酸+pH碱）与体积比的关系如下表

物质

pH

V酸：

V碱

pH酸+pH碱

＜-lgKw

10pH酸+pH碱+lgKω＜1

pH酸+pH碱

-lgKw

10pH酸+pH碱+lgKω=1

pH酸+pH碱

＞-lgKw

10pH酸+pH碱+lgKω＞1

例12、25℃时，有pH=a的盐酸和pH=b的NaOH溶液，取VaL盐酸溶液与NaOH中和，需VbLNaOH溶液，问：

（1）若a+b=14,则

=（填数字）

（2）若a+b=13,则

=（填数字）

（3）若a+b>14,则

=（填表达式），且VaVb（填“>”“<”或“=”）

解析：

设而这恰好中和，则根据酸碱反应的原理n（H+）=c（OH-）计算溶液的体积比。

由c酸v酸=c碱v碱得出10-ava=10b-14vb由此得出酸和碱的体积比：

va：

vb=10a+b-14

分别将

（1）-（3）题干代入，即得答案：

（1）1；

（2）

；（3）10a+b-14；> 

三、溶液稀释后pH的计算及pH变化曲线

pH=a的强酸与弱酸和pH=b的强碱与弱碱溶液，稀释10-n倍（相同倍数），溶液的PH及其变化情况如何如下表

物质

pH

稀释后溶液的pH

强酸

a

pH=a+n

弱酸

a

a＜pH＜a+n

强碱

b

pH=b-n

弱碱

b

b-n＜pH＜b

1、强酸或强碱的稀释

在稀释强酸或强碱时，当它们的浓度大于10-5mol/L时，不考虑水的电离；当它们的浓度小于10-5mol/L时，应考虑水的电离。

如pH=6的盐酸，稀释100倍，稀释后pH≈7（不能大于7）；pH=8的氢氧化钠溶液，稀释100倍，稀释后pH≈7（不能小于7）；pH=3的盐酸，稀释100倍，稀释后pH=5；pH=10的氢氧化钠溶液，稀释100倍，稀释后pH=8。

例13、室温时将pH=5的H2SO4溶液稀释1000倍后，则c（H+）:

c（SO42-）是多少？

解析：

pH=5时，c（H+）酸=1×10-5mol/L，c（SO42-）=5×10-6mol/L，稀释1000倍后，由硫酸电离出的c（H+）酸=1×10-8mol/L，c（SO42-）=5×10-9mol/L，考虑水的电离受硫酸的抑制，设水电离出的c（H+）为xmol/L，故水电离出的c（OH-）也为xmol/L，根据水的离子积在室温时为一常量，得方程（x+10-8）·x=10-14，解得x=9.5×10-8，故c（H+）:

c（SO42-）=[c（H+）酸+c（H+）水]:

c（SO42-）=10.5×10-8mol/L:

5×10-9mol/L=21:

1。

2、弱酸或弱碱的稀释

在稀释弱酸或弱碱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。

如pH=3的醋酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜pH＜5；pH=10的氨水，稀释100倍，稀释后8＜pH＜10；pH=3的酸溶液，稀释100倍，稀释后3＜pH≤5；pH=10的碱溶液，稀释100倍，稀释后8≤pH＜10。

例14、pH=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液，用蒸馏水稀释100倍，二者的PH的关系是（）

A．氨水的pH大于氢氧化钠的pHB．氨水的pH小于氢氧化钠的pH

C．都比原来小D．氨水比原来的大，氢氧化钠比原来的小

解析：

氨水为弱碱，氢氧化钠为强碱，稀释100倍之后，氨水的9＜pH＜11，而氢氧化钠溶液的pH=9。

故选A、C。

结论

1、溶液pH的计算类型题有很多相似之处，都是先求溶液的c（H+）或c（OH-），通过直接或间接的方法求出溶液的pH。

2、在相关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量，无限稀释7为限”。

3、在混合溶液pH计算时，当两种溶液的浓度差在100倍或100倍以上时，浓度较小的可以忽略不计。

3、溶液稀释后pH变化曲线

pH分别相同的强酸与弱酸或强碱与弱碱溶液稀释相同的倍数（10n），对应溶液pH变化曲线如下图所示。

现以pH=2的酸和pH=12的碱为例予以展示：

横坐标表示加入水的体积；纵坐标表示溶液的pH

如图可知，pH分别相同的强酸与弱酸或强碱与弱碱溶液稀释相同的倍数，弱酸溶液中c（H+）减小的程度比强酸溶液减小的程度要小，弱酸溶液pH增大的程度要比强酸溶液pH增大的程度要小；弱碱溶液c（OH-）减小的程度比强碱溶液减小的程度要小，弱碱溶液pH减小的程度就要比强碱溶液pH减小的程度小。

强化训练：

1、常温下，等体积混合0．10mol·L－1盐酸和0．06mol·L－1Ba（OH）2溶液后，溶液的pH等于（）

A．2．0B．12．3C．1．7D．12．0

2、pH相同的醋酸溶液和盐酸分别用蒸馏水稀释至原体积的m倍和n倍，稀释后两溶液pH仍相同，则m、n的关系是（　）

Am=nBm＞nCm＜nD无法判断

3、（09石景山二模）pH=3的盐酸aL分别与下列3种溶液混合，充分反应后溶液呈中性：

①pH=11的氨水bL；

②物质的量浓度为1×10－3mol/L的氨水cL；

③c（OH－）=1×10－3mol/L的Ba（OH）2溶液dL。

试判断a、b、c、d的大小关系正确的为：

A．a=b>c>dB．b>a=d>cC．c>a>d>bD．c>a=d>b

4、某强酸溶液的PH=a，强碱溶液的PH=b，已知a+b=12，酸碱溶液混合后PH=7，则酸溶液的体积V（酸）和碱溶液体积V（碱）的正确关系是：

（）

A、V（酸）=102V（碱）B、V（碱）=102V（酸）C、V（酸）=2V（碱）D、V（碱）=2V（酸）

5、在某温度时，测得纯水中的c（H+）＝2．4×10－7mol·L－1，则c（OH－）为（）

A.2.4×10－7mol·L－1B.0.1×10－7mol·L－1C.

mol·L－1D.c（OH－）无法确定

6、95℃时，水中的H+的物质的量浓度为10－6mol·L－1，若把0.01mol的NaOH固体溶解于95℃水中配成1L溶液，则溶液的pH为（）

A．4B．10C．2D．12

8、常温下，pH=2的酸与pH=12的碱等体积混合，则混合后溶液的pH为（）

A、大于7B、等于7C、小于7D、无法确定

8、某溶液中由水电离产生的c（H+）水＝1×10-11mol/L,则该溶液的pH值可能为（）

A.3B.7C.8D.11

9、pH=11的X、Y两种碱溶液各10mL，分别稀释至1000mL。

其pH与溶液体积（V）的关系如图所示，下列说法不正确的是（）

A、X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等

B、稀释后，X溶液碱性比Y溶液碱性强

C、若9

D、完全中和X、Y两溶液时，消耗同浓度盐酸的体积VX>VY

10、用惰性电极电解饱和的食盐水100ml，经过一段时间后，阴极收集到112mlH2（标准状况），此时电解液的pH为（电解液的体积保持不变）（）

A、13B、12C、8D、1

11、（06高考天津理综10）下列关于电解质溶液的叙述正确的是（）

A．常温下，pH=7的NH4Cl与氨水的混合溶液中离子浓度大小顺序为

c（Cl-）>c（NH4+）>c（H+）=c（OH-）

B．将pH=4的醋酸溶液稀释后，溶液中所有离子的浓度均降低

C．中和pH与体积相同的盐酸和醋酸溶液，消耗NaOH的物质的量相同

D．常温下，同浓度的Na2S与NaHS溶液相比，Na2S溶液的pH大

12、常温时，向pH=2的硫酸中加入等体积的下列溶液后，滴入甲基橙试液，出现红色，该溶液可能是A.pH=12的Ba（OH）2B.pH=12的氨水C.0.005mol/LNaOHD.0.05mol/LBaCl2

13、（06高考北京理综11）某酸HX稀溶液和某碱YOH稀溶液的物质的量浓度相等，两溶液混合后，溶液的pH大于7，下表中判断合理的是

编号

HX

YOH

溶液的体积关系

①

强酸

强碱

V（HX）=V（YOH）

②

强酸

强碱

V（HX）

③

强酸

弱碱

V（HX）=V（YOH）

④

弱酸

强碱

V（HX）=V（YOH）

A.①③B.②③C.①④D.②④

14、下列有关pH变化的判断中，正确的是

A随着温度的升高，碳酸钠溶液的pH减小B随着温度的升高，纯水的pH增大

C新氯水制经光照一段时间后，pH减小D氢氧化钠溶液久置于空气中，pH增大

15、（08年全国理综Ⅱ·9）取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3：

2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为（）

A．0.01mol·L－1B．0.017mol·L－1C．005mol·L－1D．0.50mol·L－1

16、（09崇文二模）常温下，水的离子积为Kw，下列说法正确的是

A．在pH=11的溶液中，水电离出的c（OH-）一定等于10-3mol/L

B．将pH=1的酸和pH=13的碱溶液等体积混合后，溶液的pH一定等于7

C．将物质的量浓度和体积都相同的一元酸HA与一元碱BOH混合后，溶液呈中性，则反应后溶液

中c（H＋）＝

D．若强酸、强碱中和后溶液的pH=7，则中和之前酸、碱的pH之和一定等于14

17、（07年高考海南化学卷·3）下列叙述正确的是（）

A．95℃纯水的pH＜7，说明加热可导致水呈酸性

B．pH=3的醋酸溶液，稀释至10倍后pH=4

C．0．2mol·L－1的盐酸，与等体积水混合后pH=1

D．pH=3的醋酸溶液，与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7

18、（09全国卷Ⅱ10）现有等浓度的下列溶液：

①醋酸，②苯酚，③苯酚钠，④碳酸，⑤碳酸钠，⑥碳酸氢钠。

按溶液pH由小到大排列正确的是w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

A.④①②⑤⑥③B.④①②⑥⑤③C.①④②⑥③⑤D.①④②③⑥⑤

19、（09重庆卷10）物质的量浓度相同的下列溶液，pH由大到小排列正确的是

A．Ba（OH）2、Na2SO3、FeCl3、KCl

B．Na2SiO3、Na2SO3、KNO3、NH4Cl

C．NH3·H2O、H3PO4、Na2SO4、H2SO4

D．NaHCO3、C6H5COOH、C2H5OH、HCl

20、

（1）某温度下，纯水中的c（H+）=2.0×10－7mol／L，则此时溶液的c（OH－）为______mol／L,若温度不变，滴入稀盐酸使c（H+）=5.0×10－6mol／L，则c（OH－）_______mol／L。

（2）在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则在混合之前，该强酸的pH1值与强碱的pH2值之间应满足的关系是______________________

21、25℃时，有pH=a的盐酸和pH=b的NaOH溶液，取VaL盐酸溶液与NaOH中和，需VbLNaOH溶液，问：

（1）若a+b=14,则

=（填数字）

（2）若a+b=13,则

=（填数字）

（3）若a+b>14,则

=（填表达式），且VaVb（填“>”“<”或“=”）

（4）若a+b=15,则

=（填数字）

22、25℃时，若体积为Va、pH=a的某一元强酸与体积为Vb、pH=b的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va

请填写下列空白：

（1）a值可否等于3（填“可”或“否”）＿＿，其理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（2）a值可否等于5（填“可”或“否”）＿＿，其理由是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

（3）a的取值范围是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。

23、氢氧化镁难溶于水，但它所溶解的那一部分认为在溶液中完全电离。

常温时，饱和氢氧化镁溶液的pH=11，则该温度下氢氧化镁的溶解度是多少？

（溶液的密度为1g/mL）

强化训练

1、D2、B3、D4、B5、A6、B7、D8、AD9、A10、A

11、D12、CD13、D14、C15、C16、C17、C

18、C19、B

20、

（1）2.0×10－7mol／L8.0×10－9mol／L

（2）15

21、

（1）1

（2）1/10（3）10a+b-14>（4）10

22、

（1）否，若a=3，则b=6，溶液显酸性，与题意不符，故a≠3

（2）否，若a=5，c（H＋）a=10-5mol·L-1，则b=10，c（OH-）b= 10-4mol·L1，Va/Vb＝c（OH-）b/c（H＋）a>1,不符合题意，故a≠5（3）7/2

23、0．0029克