推荐学习高中化学第三章水溶液中的离子平衡3.2水的电离和溶液的酸碱性第2课时溶液PH的计算导学案
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(人教版选修4)第三章《水溶液中的离子平衡》教学设计第二节水的电离和溶液的酸碱性(第二课时溶液pH的计算)【答案】 B【解析】 pH 计算方法为:酸按酸,碱按碱,酸碱混合看过量,无限稀释7为限。
稀释后A 项pH ≈7;B 项pH =9;C 项pH ≈9.7;D 项pH ≈7。
【板书】活动二、酸、碱溶液混合后pH 的计算方法【问题探究1】(1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,求混合溶液的c (H +)及pH 。
【交流】c (H +)=[1×10-2mol ·L -1+10×10-4mol ·L -1]/(1+10)L =1.0×10-3mol ·L -1,故溶液的pH =3。
【问题探究2】(2)常温下,将200 mL 5×10-3mol ·L -1NaOH 溶液与100 mL 2×10-2mol ·L-1NaOH 溶液混合后,求溶液的c (OH -)、c (H +)及pH 。
【交流】c (OH -)=1.0×10-2mol ·L -1,c (H +)=1.0×10-12mol ·L -1,pH =12。
【问题探究3】(3)常温下,pH =12的NaOH 溶液与pH =2的硫酸,若等体积混合后,求溶液的pH 为多少?若按9∶11的体积比混合后,溶液的pH 又为多少?【交流】先判断酸、碱谁过量,若酸过量,直接求c (H +)和pH ,若碱过量,则先求c (OH -),再求c (H +)和pH 。
可得前者酸碱恰好完全反应,则pH =7,后者酸过量pH =3。
【方法探究】强酸碱混合后溶液pH 的计算基本思路是什么?【交流1】(1)强酸与强酸混合:c (H +)混=c 1H +·V 1+c 2H +·V 2V 1+V 2,然后再求pH 。
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溶液pH的计算1.现有常温时pH=1的某强酸溶液10 mL,下列操作能使溶液的pH变成2的是错误!( A )A.加水稀释成100 mLB.加入10 mL的水进行稀释C.加入10 mL 0.01 mol·L-1的NaOH溶液D.加入10 mL 0.01 mol·L-1的HCl溶液解析:A加水稀释为原溶液体积的10倍,强酸的pH正好增大1个单位。
2.pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合,所得混合溶液的pH=11,则强碱与强酸的体积比是错误!( D )A.11∶1 B.9∶1C.1∶11 D.1∶9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:错误!=10-(14-11),解之可得V碱∶V酸=1∶9。
3.(1)25 ℃时,0。
05 mol·L-1H2SO4溶液的pH=__1__,0。
01 mol·L-1NaOH溶液的pH =__12__。
(2)某温度下纯水中的c(H+)=2×10-7mol·L-1,则此时纯水中的c(OH-)=__2×10-7mol·L-1__;若温度不变,滴入稀盐酸,使c(H+)=5×10-4mol·L-1,则此时溶液中由水电离产生的c(H+)=__8×10-11mol·L-1__。
溶液PH的计算学习目标:1、进一步掌握水的离子积和pH的关系。
2、使学生掌握纯水及溶液中离子浓度及溶液pH、离子积常数的有关计算及换算。
学习重难点:水的离子积; c(H+) 、pH与溶液酸碱性的关系及计算。
自主学习一:pH的相关计算:复习巩固:常温下,溶液中的 c(H+) 和c(OH—)有什么关系?溶液的酸碱性由某溶液中H+浓度为1×10—9mol·L—1,我们一看就知道该溶液显碱性,由于溶液很稀,离子浓度很小,用H+或OH—浓度来表示其酸碱性很不方便,因此,在化学上常用pH来表示溶液的酸碱性,常温下pH=7时溶液呈中性,pH>7溶液显碱性,pH<7溶液显酸性,规定溶液的pH等于H+浓度的负对数。
pH=— lg< {c(H+) }填写下表。
在上表中 c(H+) =10—3mol·L—1的溶液中,c(OH—)= 10—11mol·L—1合作探究:(一)溶液pH的简单计算1.强酸或强碱溶液的pH计算(1).求0.05 mol·L—1 H2SO4溶液的pH。
(2)1求.0.01mol/L盐酸的pH(3)1求.0.01mol/LNaOH溶液的pH(4).求0.5 mol·L—1的Ba(OH)2溶液的H+浓度及pH。
规律:已知 c(H+)或已知c(OH—),求溶液的pH若某溶液c(H+) = m×10— n mol·L—1,溶液的pH。
若某溶液c(OH-) = m×10— n mol·L—1,溶液的pH。
[例]计算pH = 2的H2SO4溶液的浓度及溶液中OH—浓度。
(二)溶液稀释后pH的计算(1)常温下,取0.1mL 0.5 mol·L—1的硫酸,稀释成100mL的溶液,求稀释前后溶液的pH。
(2)pH= 13的NaOH溶液稀释1000倍,求稀释后溶液的pH。
(三)溶液混合后pH的计算1.酸酸混合0.01mL 1 mol·L—1的H2SO4溶液40mL与0.02mL 1 mol·L—1的盐酸60mL混合,求溶液的pH2、碱碱混合(1)将pH=8和pH = 10的两种NaOH溶液等体积混合后,溶液中c(H+)最接近( )A.12×(10—8 + 10—10) mol·L—1 B.(10—8 + 10—10) mol·L—1C.(1×10—4 + 5×10—10) mol·L—1 D.2×10—10 mol·L—1(2)将pH=10的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液以1:2体积比混合,混合后的pH最接近于()A.10.5B.11.8C.10.8D.113.酸碱混合(1)在25℃时,100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少?(2)pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合,求混合后溶液的pH值。
(3)在25℃时,100ml 0.6mol/L的NaOH与等体积0.4mol/L的盐酸溶液混合后,溶液的pH值等于多少?(4)例. 0.1L pH=2盐酸和0.1L pH=10的NaOH溶液相混合,求混合后溶液的pH值(5).常温下,pH=4的HCl和pH=10的NaOH等体积混合,求混合液的pH。
pH=5的盐酸和pH=10的NaOH等体积混合溶液显什么性?(6)pH=3的盐酸与pH=10的NaOH等体积混合后溶液显什么性?(7)在室温下等体积的酸和碱的溶液,混合后pH一定小于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的氨水溶液C. pH=3的硫酸跟pH=11的氢氧化钠溶液D. pH=3的醋酸跟pH=11的氢氧化钡溶液(8)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∶1C. 1∶11D. 1∶9巩固练习:)和c(H+)之比约为。
1.将pH为5的硫酸溶液稀释500倍,稀释后溶液中c(SO 24A、1:1B、1:2C、1:10D、10:12.向V mLBaCl2溶液中加入一定体积的0.05mol/L硫酸溶液,两者恰好完全反应,且反应后溶液的pH为3.0。
则原BaCl2溶液的物质的量浓度为。
A、5.05×10-4mol·L-1B、5.05×10-3mol·L-1C、1.01×10-4mol·L-1D、1.01×10-3mol·L-13.人体血液的pH保持在7.35~7.45,适量的CO2可维持这个pH变化范围,可用以下化学方程式表示:H2O + CO2 =H2CO3 H+ + HCO3—,又知人体呼出的气体中CO2体积分数约5%。
下列说法正确的是A.太快而且太深的呼吸可以导致碱中毒(pH过高)B.太快而且太深的呼吸可导致酸中毒(pH过低)C太浅的呼吸可导致酸中毒(pH过低)D.太浅的呼吸可导致碱中毒(pH过高)4.水是一种极弱的电解质,在室温下,平均每n个水分子中只有1个水分子发生电离,则n值是A、1×10-14B、55.6×107C、107D、55.65.下列叙述中正确的是()。
A、使甲基橙试液变黄色的溶液一定是碱性溶液B、使酚酞试液变红色的溶液一定是碱性溶液C、使甲基橙试液变红色的溶液一定是酸性溶液D、使紫色石蕊试液不变色的溶液一定是中性溶液6.下列试纸使用时, 不宜先用水润湿的是()。
A、pH试纸B、红色石蕊试纸C、淀粉碘化钾试纸D、蓝色石蕊试纸7.将质量百分比浓度为a%、物质的量浓度为c1mol·L-1的稀硫酸蒸发掉一定量的水,使之质量百分比浓度为2a%,物质的量浓度为c2mol·L-1,则c1和c2的关系是()。
A、c2 =2 c1B、c2 >2 c1C、c2 <2 c1D、c1 = 2c28.从植物花中提取一种有机物,可用简化式HIn表示,在水溶液中因存在下列电离平衡,故可作酸碱指示剂:HIn(溶液红色) H+(溶液)+In-(溶液黄色) 。
在该水溶液中加入下列物质,能使指示剂显黄色的是()。
A、盐酸B、碳酸钠溶液C、硫酸氢钠溶液D、过氧化钠9.已知多元弱酸在水溶液中的电离是分步进行的,且第一步电离程度远大于第二步电离程度,第二步电离程度远大于第三步电离程度………,今有HA、H2B、H3C三种一元、二元、三元弱酸,根据“较强酸+较弱酸盐=较强酸盐+较弱酸”的反应规律,它们之间能发生下列反应:①HA+HC2-(少量)=A-+H2C-②H2B(少量)+2A-=B2-+2HA③H2B(少量)+H2C-=HB-+H3C回答下列问题:(1)相同条件下,HA、H2B、H3C三种酸中酸性最强的是_______。
(2)A-、B2-、C3-、HB-、H2C-、HC2- 6种离子中,最易结合质子(H+)的是______,最难结合质子的是________。
(3)判断下列反应的离子方程式中正确的是(填写标号)_______。
A、H3C+3A-=3HA+C3-B、HB-+A- =HA+B2-C、H3C+B2-=HB-+H2C-(4)完成下列反应的离子方程式:A、H3C+OH-(过量)=_______________。
B、(过量)+C3-=________________。
10.250 mL pH=12的某一元强碱(MOH)溶液与250 mL 0.025 mol·L-1的硫酸溶液相混合,假设混合后液体体积为500 mL。
试求:(1)混合液的pH;(2)若原250 mL一元强碱中含溶质0.1 g, 则M的相对原子质量为多少?(3)若给混合液中分别滴入几滴甲基橙、无色酚酞、紫色石蕊试液,则溶液的颜色分别是什么?参考答案:自主学习、一: pH的相关计算:乘积等于1×10—14 ;由H+和OH—浓度的相对大小决定用水的离子积除以c(H +) 合作探究:(一)1、(1)pH = 1;(2)pH = 2; (3)(3)PH = 12;(4)(4)c(H +) =141410100.52--=⨯,pH = 14;溶液的pH=n —lgm ;溶液的pH=14-n+lgm[例1]解: c(H +) =10—PH,c(H +) =10—2 mol·L —1 因为1mol H 2SO 4电离出2molH +,所以c(H 2SO 4) =12=c(H +) = 0.5×10—2 mol·L —1 =5×10—3 mol·L —1。
因为c(OH —)=+c(H )W K ,所以c(OH —) = 14122110110110---⨯=⨯⨯ mol·L —1 (二)(1)稀释前溶液的pH =0 解:稀释后H +的物质的量不变c(H +) = -1-1 mol L mol L 3330.1mL 100.52110100mL 10---⨯⨯⋅⨯=⨯⋅⨯, PH = — lg1×10—3= 3 (2)解:pH = 13的NaOH 溶液中c(OH —) = 14113110110110---⨯=⨯⨯ mol·L —1 ,稀释1000倍后,c(OH —)= 141011101000--⨯=⨯mol·L —1,所以c(H +)=-c(OH )W K =14104110110110---⨯=⨯⨯ mol·L —1,pH = — lg10—10 = 10。
(pH = 13的NaOH 溶液中c(H +)为10—13mol·L —1 ,(H +来自水的电离),c(OH —)为10—1 mol·L—1而OH —主要来自NaOH 的电离,NaOH 溶液稀释时,由于水的电离平衡发生移动,所以溶液中H +的物质的量也有很大变化,但由NaOH 电离出的OH —的物质的量是不变的。
所以稀释时溶液中OH —的物质的量几乎不变(由水电离出的OH —可忽略不计)。
在计算碱溶液稀释后的pH 时,必须先求出稀释后溶液中的OH —浓度,再求出H +,然后再求溶液的pH 。
)(三)1、pH = 22、(1)D;(2)B;3、(1)解:NaOH +HCl = NaCl + H2O0.04 0.06酸过量c(H+)=0.02/0.1+0.1=0.1 mol·L—1pH=-lg C(H+)=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg10—1=1(2)、(3)pH =13[(4)pH=3 -lg4.95(7)D;(8)(8)D巩固练习:1C,2A,3AC,4B,5BC,6A,7B,8B。