高二化学选修4溶液pH的计算

1、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1pH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HnA，设浓度为c mol/L，则c(H)_，pHlg c(H)_弱酸：如一元弱酸HA，设浓度为c mol/L，则c(H)c mol/L，pHlgc(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)_，pHlgc

2、(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，pH14lgc答案：一、1.lgc(H)c(H)2(1)nc mol/Llg(nc)(2)nc mol/L mol/L14lg(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，

3、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pH10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pH11，这当然是不可能的。计算步骤应是pH10的NaOH溶液，c(H)1010molL1，则c(OH)104 molL1，稀释10 倍后，c(OH)105 molL1，则c(H) molL1109 molL1，即稀释10倍后pH9。(1)两种强酸混合：c(H)混当两种溶液的pH之差pH2的强酸以等体

4、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pH2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，pH7。酸过量，先求c(H)余。c(H)余，再求pHlgc(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pH7； 若为强酸与弱碱，则pH7； 若为弱酸与强碱，则pH7。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p

5、H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pH1pH214pH混pH10.3强酸、强碱等体积混合，pH1pH2pH1pH214pH混7pH1pH214pH混pH20.3案例精析【例1】25 时，某溶液由水电离出的c(H)11012 mol/L，则该溶液的pH可能为()A12B7C6D2解析纯水中由水电离出的c(H)水c(OH)水，向纯水中加酸

6、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11012 mol/L，由KWc(H)液c(OH)液得c(H)液11014/110121102，即 pH2；若该溶液为碱性溶液，c(H)液c(H)水11012 mol/L，pH12，故正确答案为AD。答案AD【例2】pH13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合，所得混合溶液的pH11，则强碱与强酸的体积比是()A11 1 B91 C111 D19解析本题酸、碱反应后pH11，说明碱过量，必须按c(OH)进行计算。如果忽略了这一

7、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)103mol/L，因此，若设强碱、强酸的体积分别为x、y，则由题意得： 103，x y19。故正确答案为D。答案D室温下等体积混合0.1 molL1的盐酸和0.06 molL1的Ba(OH)2溶液后，溶液的pH等于()A2.0 B12.3 C1.7 D12.0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 molL1，Ba(OH)2溶液的c(OH)0.06 molL120.12 molL1，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 molL1故pH

8、lgc(H)14lg 0.0112。答案D有pH12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pH10 的NaOH溶液应加_ mL。(3)若加入0.001 molL1 H2SO4应加_ mL。答案(1)90(2)100(3)30在25 时，有pHa的盐酸和pHb的NaOH溶液，取VaL盐酸溶液与NaOH溶液中和，需VbL NaOH溶液，问：(1)若ab14，则 Va/Vb_(填数字)。(2)若ab13，则Va/Vb_(填数字)。(3)若ab14，则Va/Vb_(填表达式)，且Va_Vb(填、或)。(4)若ab15，则Va/Vb_(填数字)。解

9、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：pHa的盐酸c(HCl)c(H)10a molL1pHb的NaOH 溶液c(H)10bc(NaOH) 10b14 molL1完全中和应满足c(HCl)Vac(NaOH)Vb(1)若ab14，则 1014141001(2)若ab13，则 101314101(3)若ab14，则 10ab141，VaVb(4)若ab15，则 10151410答案(1)1(2)110(3)10ab141，(4)1025 时，若体积为Va、pHa的某一元强酸与体积为Vb、pHb的一元强碱混合，恰好中和，且已

10、知VaVb和a0.5b，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a3，由a0.5b，可知b6，由题设pHb是一强碱，与题设矛盾。(2)若a5，则b10c(OH)b104 molL1，发生酸碱中和时，应有Vac(H)aVbc(OH)b。与题设VaVb不符。(3)由题设 1，可得10ab141即ab140又a0.5b解得a又pHbb2a7(强碱溶液)解得a因此a的取值范围是：答案(1)否，若a3，由a0.5b，可知b6。由题设pHb是一强碱，与题设矛盾。(2)否，若a5，则b

11、10，c(OH)b104 mol/L，发生酸碱中和时，应有Vac(H)aVbc(OH)b。即 。与题设VaVb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pHa的强酸和弱酸溶液，每稀释10n倍，强酸的pH就增大n个单位，即pHan(an7)，弱酸的pH范围是：apHan，可用图示表示：3对于pHb的强碱和弱碱溶液，每稀释10n倍，强碱的pH减小n个单位，即pHbn(bn7)，弱碱的pH的范围是：bnpHb，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

12、释后pH的计算1强酸溶液每稀释10n倍，c(H)减小为原来的1/10n，pH稀pH原n。2强碱溶液每稀释10n倍，c(OH)减小为原来的1/10n，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pH6的盐酸稀释100倍后溶液的pH7(不可能大于7)，pH8的NaOH溶液稀释100倍后溶液pH7(不可能小于7)。4弱酸溶液每稀释10n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10n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()ApH

13、3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H)1106 molL1C将1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6解析A项，pH3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3pH5；B项，pH4的H2SO4稀释100倍时，溶液中的c(H)106 mol/L，溶液中的c(OH)1014/106 molL1108 molL1，水电离的c(OH)108 molL1，而水电离的c(H)水电离的c(OH)108 molL1；C项，0.1 molL1 Ba(OH)2溶液

14、稀释到2 L时，c(OH) molL10.1 molL1，c(H)1013 molL1，pH13；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pH4的H2SO4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()Aab100 mLBab1000 mLCab Dab解析pH3的盐酸稀释后溶液体积为1000 mL时pH5pH3的醋酸稀释后溶液体积为100

15、0 mL时pH5，若要pH5应再加水稀释，故ab答案DpH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PHS3C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