1、高中化学人教版步步高选修4化学反应原理第三章 第二节 第2课时第2课时溶液pH的计算学习目标定位1.学会pH的简单计算。2.了解溶液稀释时pH的变化规律,会计算各类混合溶液的pH。一酸碱溶液混合后pH的计算方法1根据常温下,水的离子积Kwc(H)c(OH),回答下列问题:(1)c(H)为1.01012 molL1的溶液呈碱性,判断的依据是c(OH)c(H)。(2)pH3的某盐酸溶液中,c(H)为1.0103_molL1,由水电离产生的c(H)为1.01011_molL1。(3)0.05 molL1 H2SO4溶液中,c(OH)1.01013 molL1,其pH为1。(4)将0.4 g NaOH
2、固体溶于水,得到1 L溶液,c(OH)0.01_molL1,c(H)1.01012_molL1,pH12。2常温下,pH2的盐酸与pH4的盐酸,若按110的体积比混合后,溶液的c(H)为1.0103_molL1,pH为3。3常温下,将200 mL 5103 molL1 NaOH溶液与100 mL 2102 molL1 NaOH溶液混合后,溶液的c(OH)为1.0102_molL1,c(H)为1.01012_molL1,pH为12。4常温下,pH12的NaOH溶液与pH2的硫酸,若等体积混合后,溶液的pH为7；若按911的体积比混合后,溶液的pH为3；若按119的体积比混合后,溶液的pH为11。
3、1.强酸、强碱溶液pH的计算方法(1)强酸c molL1HnA强酸溶液c(H)nc molL1pHlg nc。(2)强碱c molL1B(OH)n强碱溶液c(OH)nc molL1n(H) molL1pH14lg_nc。2.酸、碱溶液混合后pH的计算方法(1)强酸与强酸混合c(H)混,然后再求pH。(2)强碱与强碱混合先计算c(OH)混,再求c(H)混,最后求pH。(3)强酸与强碱混合恰好完全反应,溶液呈中性,pH7。酸过量:先求c(H)余,再求pH。碱过量:先求c(OH)余,再求c(H),最后求pH。1常温下,pH13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合,所得混合液的pH11,则强碱与强酸的体积
4、比是()A111 B91C111 D19答案D解析可设碱与酸的体积分别为V碱和V酸,由题意可知,混合后碱过量,可列等式:10(1411),解之可得V碱V酸19。2在室温下,等体积的酸和碱的溶液混合后,pH一定大于7的是()ApH3的硝酸跟pH11的氢氧化钾溶液BpH3的盐酸跟pH11的氨水CpH3硫酸跟pH11的氢氧化钠溶液DpH3的磷酸跟pH11的氢氧化钾溶液答案B解析A、C两项中都是强酸与强碱中和,等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等,即pH强酸pH强碱14,恰好完全中和,pH7；B项,pH强酸pH弱碱14,混合后碱过量,pH7；D项,pH弱酸pH强碱14
5、,混合后酸过量,pH7。二酸碱溶液稀释后的pH变化规律1计算下列酸溶液稀释后的pH(1)pH2的盐酸,若加水稀释10倍,其pH为3；若加水稀释10n倍,其pH为2n。(2)若将pH5的盐酸加水稀释103倍,其pH接近于7。(3)pH2的醋酸溶液,若加水稀释10倍,其pH大小范围应是2pH3。2计算下列碱溶液稀释后的pH(1)pH11的氢氧化钠溶液,若加水稀释10倍,其pH为10；若加水稀释10n倍,其pH为11n。(2)pH11的氨水,若加水稀释10n倍,其pH大小范围应是(11n)pH11；若无限稀释时,其pH接近于7。酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化pHa的酸pHb的碱强酸弱酸强碱弱碱稀释1
6、0n倍后pHpHanapH anpHbnbn pHb无限稀释后pH无限接近于7且pH7图示3pH2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是()AA、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等B稀释后,A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性强Ca5时,A是强酸,B是弱酸D一定有关系:5a2答案C解析由图像可以看出稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的酸性强弱不同,故pH2的两种酸的浓度一定不同,A项错误；由图知,稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A中c(H)小于B中c(H),此时A酸溶液的酸性比B酸溶液的弱,B项错误；a5时表
7、明,pH2的A酸溶液稀释1 000倍,pH增加3,故A一定是强酸,pH2的B酸溶液稀释1 000倍后,pHa2,若A是强酸,则a5,D项错误。4某温度下,pH11的氨水和NaOH溶液分别加水稀释100倍,溶液的pH随溶液体积变化的曲线如图所示。根据图像判断错误的是()Aa值一定大于9B为NaOH溶液稀释时溶液的pH变化曲线C完全中和稀释相同倍数后的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积V(NaOH)9。因此,、曲线分别表示NaOH溶液和氨水稀释时溶液的pH变化曲线,a9,A和B项都正确；稀释前pH11的氨水和NaOH溶液比较,氨水的物质的量浓度大于NaOH溶液的物质的量浓度,完全中和稀释相同
8、倍数后的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积V(NaOH)1 000 mLCab答案D解析在溶液中,盐酸电离是不可逆的,而CH3COOH的电离是可逆的,存在电离平衡。若ab,稀释后的CH3COOH溶液pHb。2某温度下,相同pH的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释,溶液pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是()A为盐酸稀释时的pH变化曲线Bb点溶液的导电性比c点溶液的导电性强Ca点Kw的数值比c点Kw的数值大Db点酸的总浓度大于a点酸的总浓度答案B解析根据电解质的电离平衡特点知:应为醋酸溶液稀释时的pH变化曲线,A项错误；溶液导电性取决于离子浓度,b点的H浓度大,导电性强,B项正确；K
9、w的大小取决于温度,C项错误；相同pH的盐酸和醋酸溶液,醋酸溶液浓度远大于盐酸的浓度,稀释到相同体积时,醋酸溶液()浓度大于盐酸()浓度,D项错误。3常温下,将pH1的硫酸溶液平均分成两等份,一份加入适量水,另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液,两者pH都增大了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为()A111 B101 C61 D51答案C解析设所取每份硫酸的体积为V1,使硫酸由pH1变为pH2,所加水的体积为9V1；设所加NaOH溶液的体积为V2,则有c(H) molL10.01 molL1,解得V2V1,即V水VNaOH61。4将0.1 molL1 HCl溶液和0.0
10、6 molL1的Ba(OH)2溶液等体积混合后,则该溶液的pH是()A1.7 B12.3 C12 D1答案C解析这是强酸和强碱的混合,要先判断混合液的酸碱性。酸中c(H)0.1 molL1；碱中c(OH)0.12 molL1,等体积混合碱过量,根据pH值的计算方法,要先求c(OH),再求c(H),最后求pH值。c(OH)余0.01 molL1,c(H)11012 molL1,则pHlg c(H)12。5(1)某温度(T )时,测得0.01 molL1 NaOH溶液的pH11,则该温度下水的Kw_。(2)在此温度下,将pHa的NaOH溶液Va L与pHb的H2SO4溶液Vb L混合。若所得混合液
11、为中性,且a11,b3,则VaVb_。若所得混合液为中性,且VaVb101,则ab_。若所得混合液的pH10,且a12,b2,则VaVb_。答案(1)1013(2)1101219解析(1)T 时,0.01 molL1的NaOH溶液中c(OH)102 molL1,其pH11,即c(H)1011 molL1,则水的离子积为1013。(2)pH11的NaOH溶液中c(OH)102 molL1,pH3的H2SO4溶液中c(H)103 molL1,若混合后呈中性,则硫酸溶液体积为氢氧化钠溶液体积的10倍,即VaVb110。若所得混合液为中性,且VaVb101,则硫酸溶液中c(H)为氢氧化钠溶液中c(OH
12、)的10倍。即硫酸中c(H)10b molL1,氢氧化钠溶液中c(OH)10b1 molL1,其c(H)10(12b)molL1,pH为12b,亦即a12b,所以ab12。若混合液pH10,即c(OH)103 molL1,则c(OH)103 molL1 molL1,得VaVb19。基础过关题组1溶液pH的计算1在常温下,将pH8的NaOH溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于()A8.3 B8.7 C9 D9.7答案D解析两溶液都是碱液,混合后总的c(OH)接近0.5104 molL1,故c(H)会接近21010 molL1,故选D。2已知100 时,0.01 molL1
13、 NaHSO4溶液中水电离的c(H)1010 molL1,该温度下将pH8的Ba(OH)2溶液V1 L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH7,则V1V2为()A29 B19 C11 D12答案A解析根据100 时,0.01 molL1 NaHSO4溶液中水电离的c(H)1010 molL1,确定水的离子积为1.01012,该温度下将pH8的Ba(OH)2溶液V1L与pH5的NaHSO4溶液V2 L混合,所得溶液pH7,溶液呈碱性,所以c(OH)105 molL1(104 V1105 V2)/(V1V2),则V1V229。3有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AGlg c
14、(H)/c(OH)。下列表述正确的是()A在25 时,若溶液呈中性,则pH7,AG1B在25 时,若溶液呈酸性,则pH7,AG0C在25 时,若溶液呈碱性,则pH7,AG0D在25 时,溶液的pH与AG的换算公式为AG2(7pH)答案D解析若溶液呈中性,则c(H)c(OH),c(H)/c(OH)1,AG0；若溶液呈酸性,c(H)c(OH),c(H)/c(OH)1,AG0；若溶液呈碱性,c(H)c(OH),c(H)/c(OH)1,AG0；AGlg c(H)/c(OH)lg c(H)lg c(OH),又pHlg c(H),c(OH)11014/c(H),整理得AG2(7pH),D项对。4室温时,将
15、x mL pHa的稀NaOH溶液与y mL pHb的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是()A若xy,且ab14,则pH7B若10xy,且ab13,则pH7C若axby,且ab13,则pH7D若x10y,且ab14,则pH7答案D解析10ab14。若ab14,xy,则n(OH)n(H),pH7,A项错误；若ab13,10xy,则10ab14,溶液呈酸性,pH7,B项错误；若axby且ab13,则10ab14b),故pH7,D项正确。题组2溶液稀释pH的变化规律5将10 mL pH1的CH3COOH加水稀释至100 mL后,溶液的pH为()A2 B2pH7C1pHV(HY),则
16、下列说法正确的是()AHX可能是强酸BHY一定是强酸CHX的酸性强于HY的酸性D反应开始时二者生成H2的速率相等答案D解析本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意,Mg粉足量,酸不足,应根据酸的物质的量来计算H2的体积,由V(HX)V(HY),知pH相等时,HX的物质的量浓度比HY的大,即HX是酸性比HY弱的弱酸,而无法判断HY是强酸还是弱酸,故A、B、C错误；D项反应开始时生成H2的速率取决于c(H),因为开始时c(H)相等,故D项正确。7pH11的X、Y两种碱溶液各10 mL,分别稀释至1 000 mL,其pH与溶液体积(V)的关系如图所示。下列说法正确的是()AX、Y两种碱的
17、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9aV(Y)答案C题组3一强一弱的比较8下列叙述正确的是()A用水稀释0.1 molL1的氨水,则溶液中增大BpH3的盐酸和醋酸分别升高相同的温度,pH均不变C在等体积等pH的盐酸和醋酸两溶液中分别加入等质量的相同锌粒,若只有一种溶液中的锌粒有剩余,则该溶液一定是盐酸D两种氨水的物质的量浓度分别为c1和c2,pH分别为a和a1,则c210c1答案C解析A项,加水稀释时,n(NH3H2O)减小,n(OH)增大,所以减小；B项,盐酸升温,pH不变,但醋酸溶液升温电离度增大,pH减小；D项,溶液越稀,电离程度越大,若电离程度相同时,c210c
18、1,由于c1对应的NH3H2O电离程度大,所以c210c1。9常温下,pH2的CH3COOH溶液；pH2的H2SO4溶液；pH12的氨水；pH12的NaOH溶液。相同条件下,有关上述溶液的比较中正确的是()A水电离的c(H):B将、溶液混合后,pH7,消耗溶液的体积:C等体积的、溶液分别与足量铝粉反应,生成H2的量:最大D向10 mL上述四溶液中各加入90 mL水后,溶液的pH:答案A解析A项,由于c(H)c(OH),所以对水的抑制程度相同,c(H)水相同；B项,由于c(H)c(OH),若pH7,体积；C项,由于CH3COOH继续电离,所以放出H2最多；D项,pH应为。10常温下,浓度均为0.
19、10 molL1、体积均为V0的MOH和ROH溶液,分别加水稀释至体积V,pH随lg的变化如图所示。下列叙述错误的是()AMOH的碱性强于ROH的碱性BROH的电离程度:b点大于a点C若两溶液无限稀释,则它们的c(OH)相等D当lg2时,若两溶液同时升高温度,则增大答案D解析根据题图信息可判断MOH是强碱,而ROH为弱碱,A项正确；B项,ROH是弱碱,加水稀释时,电离程度增大,正确；C项,若两溶液无限稀释,pH最终无限接近于7,它们的c(OH)相等,正确；D项,当lg2时,两溶液同时升高温度,由于ROH是弱碱,c(R)增大,c(M)不变,则减小,错误。能力提升11已知水在25 和95 时,其电
20、离平衡曲线如图所示:(1)则25 时,水的电离平衡曲线应为_(填“A”或“B”),请说明理由:_。(2)25 时,将pH9的NaOH溶液与pH4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为_。(3)95 时,若100体积pH1a的某强酸溶液与1体积pH2b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是_。答案(1)A水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度小,Kw小(2)101(3)ab14(或pH1pH214)解析(1)当温度升高时,促进水的电离,水的离子积也增大,水中氢离子浓度、氢氧根离子浓度都增大,水的pH减
21、小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及氢离子浓度、氢氧根离子浓度可以判断,25 时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度水的电离程度增大。(2)25 时所得混合溶液的pH7,溶液呈中性即酸碱恰好中和,即n(OH)n(H),则VNaOH(aq)105 molL1VH2SO4(aq)104 molL1,得VNaOH(aq)VH2SO4(aq)101。(3)要注意的是95 时,水的离子积为11012,即c(H)c(OH)11012,根据95 时混合后溶液呈中性,pH2b的某强碱溶液中c(OH)10b12,有10010a110b12,即10a210b12,所以其关
22、系:ab14或pH1pH214。12在25 时,有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液,取Va L该HCl溶液用该NaOH溶液中和,需Vb L NaOH溶液。请回答下列问题:(1)若ab14,则VaVb_。(2)若ab13,则VaVb_。(3)若ab14,则VaVb_,且Va_(填“”“解析中和时:n(H)n(OH),即10aVaVb；VaVb10ab14；ab14时,VaVb1；ab13时,VaVb110；ab14时,VaVb10ab141,且VaVb。13某温度(T )下的溶液中,c(H)10x molL1,c(OH)10y molL1,x与y的关系如图所示。请回答下列问题:(1)
23、此温度下,水的离子积Kw_,则该温度T_(填“”“(2)4107(3)中Ba2OHHSO=BaSO4H2O11解析(1)Kwc(H)c(OH)10x10y10(xy),根据图示可知当x12时,c(OH)1 molL1,当y12时,c(H)1 molL1,故Kw11012。根据温度越高水的电离程度越大,Kw也随之越大,可知此时的T25。(2)此条件下,pH6时,溶液呈中性。根据表中实验的数据可得Ba(OH)2溶液中c(OH)104 molL1,根据表中实验的数据有22.00103 L104 molL122.00103 L10a molL1,可得a4,即pH4。实验中,所得溶液pH7,Ba(OH)2过量,溶液呈碱性,由H2O电离产生的 c(OH)等于由水电离产生的c(H),即由水电离产生的 c(OH)107 molL1。(3)按丁方式混合时,Ba(O
