第3章第2节 水的电离和溶液的PH（第2课时 PH计算）(教师版）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）

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《2021-2022 学年高二化学同步精品学案（新人教版选择性必修 1）》
第三章 水溶液中离子反应与平衡
第二节　水的电离和溶液的 pH
第2课时　pH 的计算
一．pH 的计算：pH＝____。
（一）单一溶液 pH 的计算
溶液类型 相关计算
强酸 HnA溶液(浓度为 c mol·L－1)
①c(H＋)＝nc mol·L－1；
②pH＝－lg c(H＋)＝－ lg nc
强碱 B(OH)n溶液(浓度为 c mol·L－1)
①c(OH－)＝nc mol·L－1；
②c(H＋)＝＝ mol·L－1；
③pH＝－lg c(H＋)＝14 ＋ lg nc
【针对练习】按照要求填空：
（1）常温下，0.05 mol·L－1的硫酸溶液的 pH＝____________。
（2）常温下，0.001 mol·L－1的氢氧化钾溶液的 pH＝_________。
（3）常温下，pH＝12 的Ba(OH)2的浓度是________ mol·L－1。
（4）常温下，某溶液由水电离出的 c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，请探究该溶液的 pH 可能是________。
【答案】（1）1　（2）11　（3）0.005 （4）2或12
〔解析〕（4）若为酸性溶液，则 c(OH－) 水＝c(H＋)水＝1×10－12mol·L－1，c(H＋) 酸＝＝ mol·L－1＝1×10－2mol·L－1，pH＝
－lg c(H＋)＝2；若为碱性溶液，溶液中的 c(H＋)全由水电离，c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝12。
（二）混合溶液 pH 的计算（以下各题不特殊强调，溶液温度均在常温下）
1．强酸混合：―→c混(H＋)＝ ―→pH
例题：将 pH＝2和pH＝4的两种稀硫酸等体积混合，则溶液的 pH 。
【答案】2.3
〔解析〕c混(H＋)＝ mol·L－1＝5×10－3 mol·L－1，
则pH＝－lgc混(H＋)＝－lg(5×10－3)＝3- lg5=2.3。
2．强碱混合：―→c混(OH－)＝―→c(H＋)＝ ―→pH
【针对练习】将 pH＝8的NaOH 溶液与 pH＝10 的NaOH 溶液等体积混合，则溶液的 pH 。
【答案】9.7
〔解析〕c混(OH－)＝ mol·L－1≈5×10－5 mol·L－1，故 c(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－10 mol·L－1，pH＝－lg (2×10－10)=10-
lg2≈9.7。
3．强酸强碱混合
（1）溶液呈中性：由 n(H＋)＝n(OH－)判断溶液显中性。
【针对练习】25 ℃时，有 pH＝x的盐酸和 pH＝y的氢氧化钠溶液(x≤6，y≥8)，取 a L 该盐酸与 b L 该氢氧化钠溶液反
应，恰好完全中和，求：
（1） ＝________________(填表达式，用 x、y表示)；
（2）若 x＋y＝14，则＝________(填数据)；
（3）若 x＋y＝13，则＝________(填数据)。
（4）若盐酸与该氢氧化钠完全中和，则两溶液的 pH(x、y)的关系式 x＋y为________(用a、b表示)。
【答案】（1）10x＋y－14 （2）1 （3）1∶10　（4）14＋lg　
〔解析〕
（1）若两溶液完全中和，则溶液中 n(H＋)＝n(OH－)，即 10－xa＝10y－14b，整理得＝10x＋y－14；
（2）若 x＋y＝14，则＝1；
（3）若 x＋y＝13，则＝1:10。
（4）两溶液完全中和时，则有＝10x＋y－14，即 lg＝x＋y－14，解得 x＋y＝14＋lg。
（2）溶液呈酸性：c混(H＋)＝ ――→pH
（3）溶液呈碱性：c混(OH－)＝ ――→ c混(H＋)＝ ――→pH
【针对练习】将 pH＝5的盐酸与 pH＝9的NaOH 溶液以体积比 11∶9混合，则溶液的 pH 。
【答案】6
〔解析〕pH＝5的盐酸中 c(H＋)＝10－5 mol·L－1，pH＝9的NaOH 溶液中 c(OH－)＝10－5 mol·L－1，根据题意知二者混
合后盐酸过量，剩余的 c(H＋)＝＝10－6 mol·L－1，pH＝6。
【针对练习】pH＝12 的NaOH 溶液和 pH＝4的HCl 溶液等体积混合，则溶液的 pH 为________。
【答案】11.7
〔解析〕剩余的 c(OH－)＝≈5×10－3mol·L－1，则 c(H＋)＝mol·L－1＝2×10－12mol·L－1，故 pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg
2≈11.7。
三、溶液的稀释
【针对练习】求下列溶液的 pH：
（1）pH＝2的H2SO4用水稀释到原来体积的 100 倍，pH 为________。
（2）再继续稀释 104倍，pH 为________。
（3）若 pH＝2的醋酸用水稀释到原来体积的 100 倍，pH 为________，请解释你的答案
。
（4）pH＝12 的NaOH 用水稀释到原来体积的 100 倍，pH 为________。
【答案】（1）4 （2）接近 7 （3）2＜pH＜4 （4）11.7
〔解析〕
（1）c(H＋)＝0.01 mol·L－1÷100＝10－4 mol·L－1，pH＝－lg 10－4＝4。
（2）pH 接近 7(酸无限稀释后不会变成碱)。
（3）醋酸是弱电解质，加水稀释促进电离，故稀释 100 倍pH 变化小于 2个单位；
（4）c(OH－)＝0.01 mol·L－1÷100＝10－4 mol·L－1，c(H＋)＝10－10mol·L－1，pH＝10。
【规律归纳】pH 相等的强酸、弱酸、强碱、弱碱稀释规律
酸(pH＝a)碱(pH＝b)
强酸 弱酸 强碱 弱碱
稀释 10n倍
pH＝a＋npH < a＋npH＝b－npH>b－n
无限稀释 pH 趋向于 7
【预习检验】
1．判断下列溶液在常温下的酸、碱性(在括号中填“酸性”、“碱性”或“中性”)。
（1）相同浓度的 HCl 和NaOH 溶液等体积混合。(　　　)
（2）pH＝2的HCl 和pH＝12 的NaOH 溶液等体积混合。(　　　)
（3）pH＝3的HCl 和pH＝10 的NaOH 溶液等体积混合。(　　　)
（4）pH＝3的HCl 和pH＝12 的NaOH 溶液等体积混合(　　　)
（5）pH＝2的CH3COOH 和pH＝12 的NaOH 溶液等体积混合(　　　)
（6）pH＝2的HCl 和pH＝12 的NH3·H2O等体积混合(　　　)
【答案】中性、中性、酸性、碱性、酸性、碱性
2．两种不同浓度的 NaOH 溶液，c(H＋)分别为 1×10－14 mol·L－1和1×10－10 mol·L－1。将此两溶液等体积混合后，所得
溶液中的 c(H＋)是(　　)
A．1×(10－14＋10－10) mol·L－1 B. mol·L－1
C．2×10－10 mol·L－1 D．2×10－14 mol·L－1
【答案】D
〔解析〕碱溶液中应先求出 c混(OH－)＝ mol·L－1≈5×10－1 mol·L－1，所以 c混(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－14 mol·L－1。
3．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H2SO4溶液加水稀释 100 倍，溶液中由水电离产生的 c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1
C．将 1 L 0.1 mol·L－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
【答案】C　
〔解析〕A项，CH3COOH 是弱酸，在稀释过程中电离程度增大，稀释 100 倍后，3<pH<5，错误；B项，pH＝4的
H2SO4溶液稀释 100 倍时，溶液中的 c(H＋)＝1.0×10－6mol·L－1，c(H＋) 水=c(OH－) 水＝＝1×10－8 mol·L－1，错误；C项，
0.1 mol·L－1 Ba(OH)2溶液稀释到 2 L 时， c(OH－)＝0.1 mol·L－1，c(H＋)＝＝10－13 mol·L－1，pH＝13，正确；D项，
NaOH 溶液是强碱溶液，不论怎样稀释，pH 在常温下不可能为 6，只能无限地接近于 7，错误。
4．(双选)pH＝11 的X、Y两种碱溶液各 5 mL，分别稀释至 500 mL，其 pH 与溶液体积(V)的关系如图所示，下列说
法正确的是(　　)
第3章第2节 水的电离和溶液的PH（第2课时 PH计算）(教师版）-2021-2022学年高二化学同步精品学案（新教材人教版选择性必修1）.docx

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