高中 化学 选择性必修1 第三章 水溶液中的离子反应与平衡《专题突破(五) 溶液混合或稀释时pH的变化规律》教学设计

一、溶液混合后的pH变化与计算1.酸与碱的pH之和为14，等体积混合常温时eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(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。))2.等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合常温时eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(若pH1＋pH2＝14，则溶液呈中性，pH＝7；,若pH1＋pH2＞14，则溶液呈碱性，pH＞7；,若pH1＋pH2＜14，则溶液呈酸性，pH＜7。))3.常温时，强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时，二者的体积关系有如下规律：(1)若pH1＋pH2＝14，则V酸＝V碱。(2)若pH1＋pH2≠14，则eq\f(V酸,V碱)＝10pH1＋pH2－14。针对练1.在25℃时，关于下列溶液混合后溶液pH的说法中正确的是()A.pH＝10与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，溶液的pH约为11B.pH＝5的盐酸稀释1000倍，溶液的pH＝8C.pH＝2的H2SO4与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，混合液pH＝7D.pH＝12的NH3·H2O与pH＝2的HCl溶液等体积混合，混合液pH＝7答案：C解析：A项，c混合(OH－)＝eq\f(10－4＋10－2,2)mol·L－1≈5.0×10－3mol·L－1，c混合(H＋)＝eq\f(1.0×10－14,5.0×10－3)mol·L－1＝2×10－12mol·L－1，pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg2≈11.7，错误；B项，pH＝5的盐酸中，稀释1000倍后溶液的pH＜7，错误。D项，因为NH3·H2O过量较多，所以溶液显碱性。针对练2.回答下列问题：(1)某温度(t℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13，则该温度________25℃(填“＞”、“＜”或“＝”)。(2)若将此温度下pH＝11的苛性钠溶液aL与pH＝1的稀硫酸bL混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比：①若所得混合液为中性，则a∶b＝________。②若所得混合液的pH＝2，则a∶b＝________。答案：(1)＞(2)①10∶1②9∶2解析：(1)水是弱电解质，在溶液中存在电离平衡；H2OH＋＋OH－，水电离过程吸收能量，升高温度，水电离程度增大，水电离产生的c(H＋)、c(OH－)增大，Kw增大。在室温下，Kw＝1×10－14，现在某温度(t℃)时，水的离子积为Kw＝1×10－13，则该温度：t℃＞25℃；(2)将此温度下pH＝11的苛性钠溶液，c(OH－)＝1×10－2mol/L，溶液体积是aL，则n(OH－)＝10－2amol；pH＝1的稀硫酸，c(H＋)＝0.1mol/L，bL该溶液中n(H＋)＝0.1bmol。①若所得混合液为中性，n(OH－)＝n(H＋)，10－2amol＝0.1bmol，则a∶b＝10∶1；②若所得混合液的pH＝2，则反应后溶液显酸性，混合溶液c(H＋)＝0.01mol/L，c(H＋)＝eq\f(0.1b－0.01a,a＋b)mol/L＝0.01mol/L，解得a∶b＝9∶2。二、溶液稀释时pH的变化规律1.酸或碱稀释后溶液pH的计算(1)一般，强酸溶液稀释10n倍，c(H＋)减小为原来的eq\f(1,10n)，pH就增大n个单位，即pH稀＝pH原＋n。(2)一般，强碱溶液稀释10n倍，c(OH－)减小为原来的eq\f(1,10n)，pH就减小n个单位，即pH稀＝pH原－n。(3)常温下，强酸或强碱溶液无限稀释时，酸溶液或碱溶液的pH接近7，但酸溶液的pH不能大于或等于7，碱溶液的pH不能小于或等于7。这是因为无限稀释时，由水电离产生的H＋和OH－不能忽略。(4)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数，强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离，随着加水稀释，溶液中H＋(或OH－)数(水电离的除外)不会增多，而弱酸(或弱碱)随着加水稀释电离程度增大，H＋(或OH－)数会不断增多。2.酸碱溶液稀释时pH的变化项目类别酸(pH＝a)碱(pH＝b)弱酸强酸弱碱强碱稀释10n倍＜a＋na＋n＞b－nb－n无限稀释pH趋向于7针对练3.常温下，浓度均为1mol·L－1、体积均为V0的两种酸HA和HB，分别加水稀释至体积V，pH的变化曲线如图所示。下列叙述正确的是()A.X点的c(A－)>Y点的c(B－)B.0≤pH≤5时，HB溶液满足：pH＝lgeq\f(V,V0)C.相对Y点而言，X点的导电能力更强，X点水的电离程度更大D.中和等体积1mol·L－1的两种酸消耗等浓度的NaOH溶液体积：HB>HA答案：B解析：根据电荷守恒，X点满足c(A－)＋c(OH－)＝c(H＋)，Y点的c(B－)＋c(OH－)＝c(H＋)，因为两点pH相等，c(A－)＝c(B－)，A错误；由图像可判断HB为强酸，0≤pH≤5时，HB溶液满足：pH＝lgeq\f(V,V0)，B正确；两点pH相等，根据电荷守恒可知两溶液离子浓度相同，导电能力相同，C错误；两种酸都是一元酸，等浓度等体积的两种酸消耗的氢氧化钠相同，D错误；故选B。针对练4.将体积均为10mL、pH均为3的盐酸和醋酸溶液，加入水稀释至amL和bmL，测得稀释后溶液的