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.docx
- 文档编号:17874523
- 上传时间:2023-08-04
- 格式:DOCX
- 页数:16
- 大小:56.51KB
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.docx
《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.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《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.docx(16页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
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Kw=c(H+)·c(OH-),回答下列问题:
(1)c(H+)为1.0×10-12mol·L-1的溶液呈碱性,判断的依据是c(OH-)>c(H+)。
(2)pH=3的某盐酸溶液中,c(H+)为1.0×10-3_mol·L-1,由水电离产生的c(H+)为1.0×10-11_mol·L-1。
(3)0.05mol·L-1H2SO4溶液中,c(OH-)=1.0×10-13mol·L-1,其pH为1。
(4)将0.4gNaOH固体溶于水,得到1L溶液,c(OH-)=0.01_mol·L-1,c(H+)=1.0×10-12_mol·L-1,pH=12。
2.常温下,pH=2的盐酸与pH=4的盐酸,若按1∶10的体积比混合后,溶液的c(H+)为1.0×10-3_mol·L-1,pH为3。
3.常温下,将200mL5×10-3mol·L-1NaOH溶液与100mL2×10-2mol·L-1NaOH溶液混合后,溶液的c(OH-)为1.0×10-2_mol·L-1,c(H+)为1.0×10-12_mol·L-1,pH为12。
4.常温下,pH=12的NaOH溶液与pH=2的硫酸,若等体积混合后,溶液的pH为7;若按9∶11的体积比混合后,溶液的pH为3;若按11∶9的体积比混合后,溶液的pH为11。
1.强酸、强碱溶液pH的计算方法
(1)强酸
cmol·L-1HnA强酸溶液c(H+)=ncmol·L-1―→pH=-lgnc。
(2)强碱
cmol·L-1B(OH)n强碱溶液c(OH-)=ncmol·L-1n(H+)=mol·L-1―→pH=14+lg_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
①恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7。
②酸过量:
先求c(H+)余=,
再求pH。
③碱过量:
先求c(OH-)余=,
再求c(H+)=,最后求pH。
1.常温下,pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是( )
A.11∶1B.9∶1
C.1∶11D.1∶9
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-(14-11),解之可得V碱∶V酸=1∶9。
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( )
A.pH=3的硝酸跟pH=11的氢氧化钾溶液
B.pH=3的盐酸跟pH=11的氨水
C.pH=3硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液
D.pH=3的磷酸跟pH=11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,pH=7;B项,pH强酸+pH弱碱=14,混合后碱过量,pH>7;D项,pH弱酸+pH强碱=14,混合后酸过量,pH<7。
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)pH=2的盐酸,若加水稀释10倍,其pH为3;若加水稀释10n倍,其pH为2+n。
(2)若将pH=5的盐酸加水稀释103倍,其pH接近于7。
(3)pH=2的醋酸溶液,若加水稀释10倍,其pH大小范围应是2 2.计算下列碱溶液稀释后的pH (1)pH=11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11-n。 (2)pH=11的氨水,若加水稀释10n倍,其pH大小范围应是(11-n) 酸或碱溶液稀释后溶液pH的变化 pH=a的酸 pH=b的碱 强酸 弱酸 强碱 弱碱 稀释10n倍后pH pH=a+n a pH=b-n b-n 无限稀释后pH 无限接近于7且pH<7 无限接近于7且pH>7 图示 3.pH=2的A、B两种酸溶液各1mL,分别加水稀释到1000mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。 下列说法正确的是( ) A.A、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 C.a=5时,A是强酸,B是弱酸 D.一定有关系: 5>a>2 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pH=2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;a=5时表明,pH=2的A酸溶液稀释1000倍,pH增加3,故A一定是强酸,pH=2的B酸溶液稀释1000倍后,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B是弱酸,C项正确;若A、B都是弱酸,稀释1000倍后,A、B两溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有5>a>2,若A是强酸,则a=5,D项错误。 4.某温度下,pH=11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( ) A.a值一定大于9 B.Ⅰ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) D.稀释后氨水中水的电离程度比NaOH溶液中水的电离程度大 答案 D 解析 氨水稀释过程中,NH3·H2ONH+OH-平衡向右移动,n(OH-)增大,所以pH=11的NaOH溶液和氨水稀释至100倍后,NaOH溶液的pH=9,氨水溶液的pH>9。 因此,Ⅰ、Ⅱ曲线分别表示NaOH溶液和氨水稀释时溶液的pH变化曲线,a>9,A和B项都正确;稀释前pH=11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,完全中和稀释相同倍数后的两溶液,消耗相同浓度的稀H2SO4的体积V(NaOH) 1.溶液pH计算 碱按碱、酸按酸,同强混合在中间; 异强混合看过量,无限稀释7为限。 2.pH差值≥2的两种强酸等体积混合后,pH混=pH小+0.3 pH差值≥2的两种强碱等体积混合后,pH混=pH大-0.3 1.在25℃的条件下,将体积都为10mL、pH都等于3的醋酸和盐酸,加水稀释到amL和bmL,测得稀释后溶液的pH均为5,则稀释时加入水的体积为( ) A.a=b=1000mLB.a=b>1000mL C.a 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a=b,稀释后的CH3COOH溶液pH<5,若使CH3COOH溶液pH=5,就必须继续加水稀释,即a>b。 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.Ⅱ为盐酸稀释时的pH变化曲线 B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强 C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大 D.b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: Ⅱ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;Kw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(Ⅱ)浓度大于盐酸(Ⅰ)浓度,D项错误。 3.常温下,将pH=1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( ) A.11∶1B.10∶1C.6∶1D.5∶1 答案 C 解析 设所取每份硫酸的体积为V1,使硫酸由pH=1变为pH=2,所加水的体积为9V1;设所加NaOH溶液的体积为V2,则有c(H+)=mol·L-1=0.01mol·L-1,解得V2=V1,即V水∶VNaOH=6∶1。 4.将0.1mol·L-1HCl溶液和0.06mol·L-1的Ba(OH)2溶液等体积混合后,则该溶液的pH是( ) A.1.7B.12.3C.12D.1 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+)=0.1mol·L-1;碱中c(OH-)=0.12mol·L-1,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==0.01mol·L-1,c(H+)==1×10-12mol·L-1,则pH=-lgc(H+)=12。 5. (1)某温度(T℃)时,测得0.01mol·L-1NaOH溶液的pH=11,则该温度下水的Kw=________。 (2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液VaL与pH=b的H2SO4溶液VbL混合。 ①若所得混合液为中性,且a=11,b=3,则Va∶Vb=________。 ②若所得混合液为中性,且Va∶Vb=10∶1,则a+b=__________。 ③若所得混合液的pH=10,且a=12,b=2,则Va∶Vb=________。 答案 (1)10-13 (2)①1∶10 ②12 ③1∶9 解析 (1)T℃时,0.01mol·L-1的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,其pH=11,即c(H+)=10-11mol·L-1,则水的离子积为10-13。 (2)①pH=11的NaOH溶液中c(OH-)=10-2mol·L-1,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=10-3mol·L-1,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Va∶Vb=1∶10。 ②若所得混合液为中性,且Va∶Vb=10∶1,则硫酸溶液中c(H+)为氢氧化钠溶液中c(OH-)的10倍。 即硫酸中c(H+)=10-bmol·L-1,氢氧化钠溶液中c(OH-)=10-b-1mol·L-1,其c(H+)==10-(12-b)mol·L-1,pH为12-b,亦即a=12-b,所以a+b=12。 ③若混合液pH=10,即c(OH-)=10-3mol·L-1,则c(OH-)=10-3mol·L-1=mol·L-1,得Va∶Vb=1∶9。 [基础过关] 题组1 溶液pH的计算 1.在常温下,将pH=8的NaOH溶液与pH=10的NaOH溶液等体积混合后,溶液的pH最接近于( ) A.8.3B.8.7C.9D.9.7 答案 D 解析 两溶液都是碱液,混合后总的c(OH-)接近0.5×10-4mol·L-1,故c(H+)会接近2×10-10mol·L-1,故选D。 2.已知100℃时,0.01mol·L-1NaHSO4溶液中水电离的c(H+)=10-10mol·L-1,该温度下将pH=8的Ba(OH)2溶液V1L与pH=5的NaHSO4溶液V2L混合,所得溶液pH=7,则V1∶V2为( ) A.2∶9B.1∶9C.1∶1D.1∶2 答案 A 解析 根据100℃时,0.01mol·L-1NaHSO4溶液中水电离的c(H+)=10-10mol·L-1,确定水的离子积为1.0×10-12,该温度下将pH=8的Ba(OH)2溶液V1L与pH=5的NaHSO4溶液V2L混合,所得溶液pH=7,溶液呈碱性,所以c(OH-)=10-5mol·L-1=(10-4V1-10-5V2)/(V1+V2),则V1∶V2=2∶9。 3.有人曾建议用AG表示溶液的酸度,AG的定义为AG=lg[c(H+)/c(OH-)]。 下列表述正确的是( ) A.在25℃时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1 B.在25℃时,若溶液呈酸性,则pH<7,AG<0 C.在25℃时,若溶液呈碱性,则pH>7,AG>0 D.在25℃时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH) 答案 D 解析 若溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),c(H+)/c(OH-)=1,AG=0;若溶液呈酸性,c(H+)>c(OH-),c(H+)/c(OH-)>1,AG>0;若溶液呈碱性,c(H+)<c(OH-),c(H+)/c(OH-)<1,AG<0;AG=lg[c(H+)/c(OH-)]=lgc(H+)-lgc(OH-),又pH=-lgc(H+),c(OH-)=1×10-14/c(H+),整理得AG=2(7-pH),D项对。 4.室温时,将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b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x=y,且a+b=14,则pH>7 B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7 C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7 D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7 答案 D 解析 ==·=·10a+b-14。 若a+b=14,x=y,则n(OH-)=n(H+),pH=7,A项错误;若a+b=13,10x=y,则=·10a+b-14=,溶液呈酸性,pH<7,B项错误;若ax=by且a+b=13,则=·10a+b-14=<1(a>b),故pH<7,C项错误;若x=10y,且a+b=14,则=10,pH>7,D项正确。 题组2 溶液稀释pH的变化规律 5.将10mLpH=1的CH3COOH加水稀释至100mL后,溶液的pH为( ) A.2B.2 C.1 答案 C 解析 弱酸、弱碱在稀释过程中不仅有浓度的变化,还有电离平衡的移动,不能求得具体的数值,只能确定其pH的范围。 6.pH=3的两种一元酸HX和HY溶液,分别取50mL加入足量的镁粉,充分反应后,收集到H2的体积分别为V(HX)和V(HY),若V(HX)>V(HY),则下列说法正确的是( ) A.HX可能是强酸 B.HY一定是强酸 C.HX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。 7.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
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 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 高中化学 人教版 步步高 选修 化学反应 原理 第三 第二 课时