高中化学-3-2-2溶液-pH的计算课件-新人教版选修4.ppt

单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章水溶液中的离子平衡,化学,（人教版）,问题探究,知能定位,课后强化作业,资料备选,自主研习,课堂师生互动,1,掌握,pH,的简单计算。,2,了解各类混合溶液,pH,的计算。,3,了解溶液稀释时,pH,的变化规律。,一、,pH,的计算,1,pH,的定义：,pH,_,注意：,溶液,pH,计算的核心是确定溶液中的,_,相对大小。在有关计算过程中，应遵守,“,酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量。,”,2,单一溶液的,pH,计算,(1),酸溶液的,pH,计算,c,(,酸,),c,(H,),pH,强酸：,如,H,n,A,，设浓度为c,mol/L,，则,c,(H,),_,，,pH,lg,c,(H,),_,弱酸：,如一元弱酸,HA,，设浓度为,c,mol/L,，则,c,(H,),c,mol/L,，,pH,lg,c,(2),碱溶液的,pH,计算,c,(,碱,),c,(OH,),c,(H,),pH,强碱：,如,B(OH),n,，设浓度为,c,mol/L,，则,c,(OH,),_,，,c,(H,),_,，,pH,lg,c,(H,),_,弱碱：,如一元弱碱,BOH,，设浓度为,c,mol/L,，则,c,(OH,),c,mol/L,，,c,(H,),mol/L,，,pH,14,lg,c,答案,：,一、,1.,lg,c,(H,),cH,),2,(1),nc,mol/L,lg(,nc,),(2),nc,mol/L,mol/L,14,lg(,nc,),1,等物质的量浓度的盐酸和醋酸相比哪个,pH,大？等物质的量浓度的,NaOH,溶液与氨水哪个,pH,大？,提示：,比较,pH,大小最终要比较,c,(H,),大小，等物质的量浓度的盐酸比醋酸中,c,(H,),大，,pH,小，等物质的量浓度的,NaOH,溶液比氨水中,c,(H,),小，,pH,大。,2,进行,pH,计算时，为什么遇酸必须用,c,(H,),、而遇碱必须用,c,(OH,),计算？,提示：由于水的电离平衡的存在，酸溶液中仍有少量,OH,，碱溶液中仍有少量,H,，但酸溶液中起决定作用的是,H,，计算,pH,时当然用,c,(H,),计算；同样碱溶液中起决定作用的是,OH,，而,c,(H,),的大小受,c,(OH,),大小的制约，因此在碱溶液稀释或混合的计算中，必须根据,c,(OH,),的变化来计算。如,pH,10,的,NaOH,溶液加水稀释,10,倍后,pH,的计算，,如直接根据,c,(H,),计算，会得出,pH,11,，这当然是不可能的。计算步骤应是,pH,10,的,NaOH,溶液，,c,(H,),10,10,molL,1,，则,c,(OH,),10,4,molL,1,，稀释,10,倍后，,c,(OH,),10,5,molL,1,，则,c,(H,),molL1,10,9,molL,1,，即稀释,10,倍后,pH,9,。,(1),两种强酸混合：,c,(H,),混,当两种溶液的,pH,之差,pH,2,的强酸以等体积混合时，,pH,混,pH,小,0.3(,相当于将浓度大的酸溶液稀释了一倍,),。,(2),两种强碱溶液混合：,c,(OH,),混,当两种溶液的,pH,之差,pH,2,的强碱以等体积混合后，,pH,混,pH,大,0.3(,相当于将浓度大的碱溶液稀释了一倍,),。,(3),强酸强碱混合,强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，,pH,7,。,酸过量，先求,c,(H,),余,。,c,(H,),余,，,再求,pH,lg,c,(H,),。,碱过量，先求c,(OH,),余,。,c,(OH,),余,，,再求,c,(H,),，最后求,pH,。,(4),酸碱等体积混合,酸与碱,pH,之和为,14,，若为强酸与强碱，则,pH,7,；,若为强酸与弱碱，则,pH,7,；,若为弱酸与强碱，则,pH,7,。,说明：,对于弱酸来讲，,c,(,弱酸,),c,(H,),，对于弱碱，,c,(,弱碱,),c,(OH,),，等体积混合,pH,之和为,14,的酸碱时，谁弱谁过量。,(5),强酸强碱混合呈中性时二者体积与,pH,的变化规律,若,pH,酸,pH,碱,14,，则,V,酸,V,碱,11,若,pH,酸,pH,碱,14,，则,V,酸,V,碱,10pH,酸,pH,碱,14 1,若,pH,酸,pH,碱,14,，则,V,酸,V,碱,11014,(pH,酸,pH,碱,),(6),强酸、强碱稀溶液等体积混合后的,pH(,近似计算,),混合前,混合后,条件,pH,1,pH,2,14,pH,混,pH,1,0.3,强酸、强碱等体积混合，,pH,1,pH,2,pH,1,pH,2,14,pH,混,7,pH,1,pH,2,14,pH,混,pH,2,0.3,案例精析,【,例,1,】,25,时，某溶液由水电离出的,c,(H,),1,10,12,mol/L,，则该溶液的,pH,可能为,(,),A,12,B,7,C,6,D,2,解析,纯水中由水电离出的,c,(H,),水,c,(OH,),水,，向纯水中加酸或加碱，水的电离都会受到抑制，水的电离平衡向左移动，水电离出的,c,(H,),和,c,(OH,),均减小，但仍有,c,(H,),水,c,(OH,),水,。若该溶液为酸性溶液，,c,(OH,),液,c,(OH,),水,c,(H,),水,1,10,12,mol/L,，由,K,W,c,(H,),液,c,(OH,),液,得,c,(H,),液,1,10,14,/1,10,12,1,10,2,，即,pH,2,；若该溶液为碱性溶液，,c,(H,),液,c,(H,),水,1,10,12,mol/L,，,pH,12,，故正确答案为,AD,。,答案,AD,【,例,2,】,pH,13,的强碱溶液与,pH,2,的强酸溶液混合，所得混合溶液的,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,解析,本题酸、碱反应后,pH,11,，说明碱过量，必须按,c,(OH,),进行计算。如果忽略了这一点而用,c,(H,),计算，那就会出现错误。强酸与强碱混合后，余下的溶液显碱性，且,c,(OH,),10,3,mol/L,，因此，若设强碱、强酸的体积分别为,x,、,y,，则由题意得：,10,3,，,x,y,1,9,。故正确,答案,为,D,。,答案,D,室温下等体积混合,0.1,molL,1,的盐酸和,0.06,molL,1,的,Ba(OH),2,溶液后溶液的,pH,等于,(,),A,2.0 B,12.3,C,1.7 D,12.0,解析,该题是酸碱混合的计算。首先要判断哪种物质过量，盐酸溶液的,c,(H,),0.1,molL,1,，,Ba(OH),2,溶液的,c,(OH,),0.06,molL,1,2,0.12,molL,1,，故碱过量，又因等体积混合，可求出混合溶液中的,c,(OH,),。,c,(OH,),0.01,molL,1,故,pH,lg,c,(H,),14,lg,0.01,12,。,答案,D,有,pH,12,的,KOH,溶液,10,mL,，要使它的,pH,降为,11,：,(1),如果加入蒸馏水，应加,_,mL,。,(2),若加入,pH,10,的,NaOH,溶液应加,_,mL,。,(3),若加入,0.001,molL,1,H,2,SO,4,应加,_,mL,。,答案,(1)90,(2)100,(3)30,在,25,时，有,pH,a,的盐酸和,pH,b,的,NaOH,溶液，取,V,a,L,盐酸溶液与,NaOH,溶液中和，需,V,b,L,NaOH,溶液，问：,(1),若,a,b,14,，则,V,a,/V,b,_,(,填数字,),。,(2),若,a,b,13,，则,V,a,/V,b,_,(,填数字,),。,(3),若,a,b,14,，则,V,a,/V,b,_(,填表达式,),，,且,V,a,_V,b,(,填、或,),。,(4),若,a,b,15,，则,V,a,/V,b,_,(,填数字,),。,解析,题目给出了酸和碱溶液,pH,所满足的一系列关系式，求完全中和所需两种溶液的体积关系。四个问题求解过程相似，依题意有：,pH,a,的盐酸,c,(HCl,),c,(H,),10,a,molL,1,pH,b,的,NaOH,溶液,c,(H,),10,b,c,(NaOH,),10,b,14,molL,1,完全中和应满足,c,(HCl)V,a,c,(NaOH)V,b,(1),若,a,b,14,，则 ,10,14,14,10,0,1,(2),若,a,b,13,，则 ,10,13,14,10,1,(3),若,a,b,14,，则 ,10,ab,14,1,，,V,a,V,b,(4),若,a,b,15,，则 ,10,15,14,10,答案,(1)1,(2)110,(3)10,a,b,14,1,，,(4)10,25,时，若体积为,V,a,、,pH,a,的某一元强酸与体积为,V,b,、,pH,b,的一元强碱混合，恰好中和，且已知,V,a,V,b,和,a,0.5b,，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,_,。,解析,(1),若,a,3,，由,a,0.5b,，可知b,6,，由题设,pH,b,是一强碱，与题设矛盾。,(2),若,a,5,，则,b,10,c,(OH,),b,10,4,molL,1,，发生酸碱中和时，应有,V,a,c,(H,),a,V,b,c,(OH,),b,。,与题设,V,a,V,b,不符。,(3),由题设 ,1,，可得,10,a,b,14,1,即,a,b,14,0,又,a,0.5b,解得,a,又,pH,b,b,2a,7(,强碱溶液,),解得,a,因此,a,的取值范围是：,答案,(1),否，若,a,3,，由,a,0.5b,，可知,b,6,。由题设,pH,b,是一强碱，与题设矛盾。,(2),否，若,a,5,，则,b,10,，,c,(OH,)b,10,4,mol/L,，发生酸碱中和时，应有,V,a,c(H,),a,V,b,c(OH,),b,。即 。与题设,V,a,V,b,不符。,(3),a,一、稀释后溶液,pH,的变化规律,1,酸碱溶液无限稀释，,pH,只能无限接近于,7,，不可能大于或小于,7,。,2,对于,pH,a,的强酸和弱酸溶液，每稀释,10,n,倍，强酸的,pH,就增大,n,个单位，即,pH,a,n,(,a,n,7),，弱酸的,pH,范围是：,a,pH,a,n,，可用图示表示：,3,对于,pH,b,的强碱和弱碱溶液，每稀释,10,n,倍，强碱的,pH,减小,n,个单位，即,pH,b,n,(,b,n,7),，弱碱的,pH的范围是：,b,n,pH,b,，可用图示表示：,4,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,),。,二、酸、碱溶液稀释后,pH,的计算,1,强酸溶液每稀释,10,n,倍，,c,(H,),减小为原来的,1/10,n,，,pH,稀,pH,原,n,。,2,强碱溶液每稀释,10,n,倍，,c,(OH,),减小为原来的,1/10,n,，,pH,稀,pH,原,n,。,3,强酸或强碱溶液无限稀释时，由于水的电离不能忽略，故,pH,只能接近于,7(,或约等于,7),。如,pH,6,的盐酸稀释,100,倍后溶液的,pH,7(,不可能大于,7),，,pH,8,的,NaOH,溶液稀释,100,倍后溶液,pH,7(,不可能小于,7),。,4,弱酸溶液每稀释,10,n,倍，,c,(H,),减小的程度比强酸小，则,pH,稀,pH,原,n,。,5,弱碱溶液每稀释,10,n,倍，,c,(OH,),减小的程度比强碱小，则,pH,稀,pH,原,n,。,案例精析,【,例,3,】,(2008,潍坊模拟,),常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是,(,),A,pH,3,的醋酸溶液稀释,100,倍，,pH,5,B,pH,4,的,H,2,SO,4,溶液加水稀释,100,倍，溶液中由水电离产生的,c,(H,),1,10,6,molL,1,C,将,1 L 0.1,molL,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,解析,A,项，,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，,3,pH,5,；,B,项，,pH,4,的,H,2,SO,4,稀释,100,倍时，溶液中的,c,(H,),10,6,mol/L,，溶液中的,c,(OH,),10,14,/10,6,molL,1,10,8,molL,1,，水电离的,c,(OH,),10,8,molL,1,，而水电离的,c,(H,),水电离的,c,(OH,),10,8,molL,1,；,C,项，,0.1,molL,1,BaOH),2,溶液稀释到,2 L,时，,c,(OH,),molL,1,0.1,molL,1,，,c,(H,),10,13,molL,1,，,pH,13,；,D,项，,NaOH,是碱溶液无论怎么稀释，,pH,在常温下不可能成为,6,，只能无限接近于,7,。,答案,C,室温下，将,pH,4,的,H,2,SO,4,溶液加水稀释,100,倍后，,c,(H,),c,(),等于多少？此时再将溶液稀释,100,倍后，,c,(H,),c,(),等于多少？,在,25,的条件下，将体积都为,10,mL,、,pH,都等于,3,的醋酸和盐酸加水稀释至,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,mL,B,a,b,1000,mL,C,a,b,D,a,b,解析,pH,3,的盐酸稀释后溶液体积为,1000,mL,时,pH,5,pH,3,的醋酸稀释后溶液体积为,1000,mL,时,pH,5,，若要,pH,5,应再加水稀释，故,a,b,答案,D,pH,计及其使用方法,pH,计是用来测量被测溶液的,pH,的，在科研实验中有很大的用处。下面以,PHS,3C,型,pH,计为例来说明它的使用方法。,pH,计结构：它由主机、复合电极组成，主机上有四个旋钮，它们分别是：选择、温度、斜率和定位旋钮。,pH,计的使用：安装好仪器、电极，打开仪器后部的电源开关，预热半小时。,在测量之前，首先对,pH,计进行校准，我们采用两点定位校准法，具体的步骤如下：调节选择旋钮至,pH,档；用温度计测量被测溶液的温度，读数，例如,25,。调节温度旋钮至测量值,25,。调节斜率旋钮至最大值。,打开电极套管，用蒸馏水洗涤电极头部，用吸水纸仔细将电极头部吸干，将复合电极放入混合磷酸盐的标准缓冲溶液，使溶液淹没电极头部的玻璃球，轻轻摇匀，待读数稳定后，调定位旋钮，使显示值为该溶液,25,时标准,pH,数值,6.86,。,将电极取出，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，调节斜率旋钮，使显示值为该溶液,25,时标准,pH,数值,4.00,。,取出电极，洗净、吸干，再次放入混合磷酸盐的标准缓冲溶液，摇匀，待读数稳定后，调定位旋钮，使显示值为,25,时标准,pH,数值,6.86,。,取出电极，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾的缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，再调节斜率旋钮，使显示值为,25,时标准,pH,数值,4.00,。,取出电极，洗净、吸干。重复校正，直到两标准溶液的测量值与标准,pH,基本相符为止，校正过程结束后，进入测量状态。将复合电极放入盛有待测溶液的烧杯中，轻轻摇匀，待读数。,完成测试后，移走溶液，用蒸馏水冲洗电极，吸干，套上套管，关闭电源，结束实验。,