高考数学物理化学-溶液的酸碱性和PH计算教学版

酸碱溶液的pH值计算酸碱溶液的pH值是衡量溶液酸碱性的一个重要指标，它可以用来评估溶液中氢离子（H+）和氢氧根离子（OH-）的浓度。

在本文中，我们将介绍如何计算酸碱溶液的pH值，并通过示例来说明具体的计算方法。

一、pH值的定义和计算公式pH值是肌酸浓度的负对数，用来描述溶液的酸碱性。

其数值范围从0到14，其中pH值小于7表示酸性溶液，大于7表示碱性溶液，等于7表示中性溶液。

pH值的计算公式如下：pH = -log[H+]其中[H+]代表溶液中氢离子的浓度。

需要注意的是，pH值以10为底的对数，所以pH值的计算结果是一个负数。

二、酸碱溶液的pH值计算示例我们以盐酸（HCl）和氨水（NH3）的溶液为例，演示如何计算酸碱溶液的pH值。

1. 盐酸（HCl）溶液假设我们有100 mL的0.01 mol/L盐酸（HCl）溶液，我们首先需要计算出溶液中氢离子的浓度。

盐酸是一种强酸，完全离解成氢离子和氯离子。

由于1 mol的HCl溶解在1 L水中，可以得到1 mol的H+离子，因此溶液中氢离子的浓度为0.01 mol/L。

接下来，我们将氢离子的浓度代入pH值的计算公式中：pH = -log(0.01) = -(-2) = 2所以，盐酸溶液的pH值为2，属于酸性溶液。

2. 氨水（NH3）溶液假设我们有100 mL的0.1 mol/L氨水（NH3）溶液，我们同样需要计算溶液中氢离子的浓度。

氨水是一种弱碱，它会部分离解成氨离子和氢氧根离子。

根据氨水溶解度表，可以知道溶液中氨离子的浓度为0.1 mol/L。

而氨水的离解反应为：NH3 + H2O ⇌ NH4+ + OH-根据氨水的Kb值（碱解离常数），我们可以计算OH-离子的浓度。

由于pOH = -log[OH-]，我们可以使用pOH值来计算pH值。

Kb = [NH4+][OH-]/[NH3]根据反应式和浓度可以知道[NH4+] = [OH-]，[NH3] = 0.1 mol/L。

[板书]2、广泛pH的范围：0-14溶液的酸性越强，其pH越小；溶液的碱性越强，其pH越大。

[过]那么，如何测定某溶液的酸碱性，即如何测定溶液的pH 值呢？[讲]用pH试纸、pH计[板书]3、pH的测定方法(1) 试纸的使用[设问]如何使用呢？要不要先用水浸湿呢？浸湿对测定结果有何影响？[讲]一般先把一小块的试纸放在表面皿或玻璃片上，用沾有待测溶液的玻璃棒点试纸的中部，，再用标准比色卡与之比较，来确定溶液的pH值。

不能用水浸湿，这样会溶液变稀，测定结果向pH=7的方向靠近。

标准比色卡的颜色与光谱一致，按pH从小到大依次的：红橙色(酸性)；绿(中性)；蓝靛紫(碱性)。

［投影］［过］除了试纸外，我们在实验室最常用的是酸碱指示剂。

[板书](2) 酸碱指示剂［讲］酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱，它们的颜色变化在一定的pH范围内发生的，因此，可以用这些弱酸、弱碱来测定溶液的pH。

但只能测出pH的范围，一般不能准确测定pH。

［投影］指示剂甲基橙石蕊酚酞变色范围pH3.1-4.4 5-8 8-10溶液颜色红-橙-黄红-紫-蓝无色-浅红-红［讲］上述两种测定方法，都不是很精确，要想准确测定溶液的pH应该使用pH计[板书](3) pH计［讲］测试和调控溶液的pH，对工农业生产、科学研究、以及日常生活和医疗保健都具有重要意义。

在医疗上，当体内的酸碱平衡失调时，血液的pH是诊断疾病的一个重要参数，而利用药物调控pH则是辅助治疗的重要手段之一。

在生活中，人们洗发时用的护发素，其主要功能也是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。

在环保领域中，酸性或碱性废水处理常常利用中和反应，在中和处理的过程中可用pH 自动测定仪进行监测和控制。

在农业生产中，因土壤pH影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性，各种作物生长都对土壤土壤的pH范围有一定的要求。

在科学实验和工业生产中，溶液的pH的控制常常是影响实验结果或产品质量、产量的一个关键因素。

溶液的酸碱性与pH值的计算溶液的酸碱性与pH值的计算是化学研究中常见的问题。

pH值是一种表示溶液酸碱性强弱的指标，通过pH值的计算可以了解溶液的酸碱性质。

本文将介绍pH值的计算方法以及与酸碱性相关的概念。

1. pH值的定义与计算方法pH值是溶液酸性或碱性强弱的量度，其定义为负对数关系，即pH = -log[H+]，其中[H+]表示溶液中的氢离子浓度。

pH值的取值范围为0-14，pH＜7表示酸性溶液，pH＞7表示碱性溶液，pH＝7表示中性溶液。

pH值可以通过数学运算和化学指示剂的颜色变化来计算或测定。

1.1. pH值的数学计算方法pH值的数学计算方法首先需要通过溶液中的氢离子浓度来计算。

以溶液的H+浓度为0.001mol/L为例，计算其pH值的步骤如下：Step 1: 求负对数pH = -log[H+] = -log(0.001) = 3因此，溶液的pH值为3。

1.2. pH值的化学指示剂法化学指示剂法通过溶液的颜色变化来判断其酸碱性质。

常用的指示剂有酚酞、溴酚蓝和甲基红等。

不同指示剂在不同酸碱条件下都有各自独特的颜色表现。

以酚酞为例，其在酸性溶液中呈现红色，而在碱性溶液中呈现黄色。

通过观察溶液的颜色变化，可以初步判断其酸碱性质。

2. 溶液酸碱性的影响因素溶液的酸碱性不仅与pH值有关，还受到其他因素的影响。

以下是一些影响溶液酸碱性的因素：2.1. 强酸与强碱的酸碱性强酸和强碱的酸碱性较强，其pH值分别接近于0和14。

例如，盐酸是一种强酸，其pH值约为0；氢氧化钠是一种强碱，其pH值约为14。

2.2. 酸碱离子的浓度溶液中酸碱离子的浓度越高，其酸碱性越强。

溶液中酸离子浓度高于碱离子浓度时，溶液呈酸性；反之，溶液呈碱性。

2.3. 反应速率溶液中酸碱反应的速率也会影响溶液的酸碱性质。

一些反应速率较快的酸碱反应会导致溶液的酸碱性变化较快。

3. pH值的应用pH值在生活和工业中有广泛的应用。

以下是一些常见的应用领域：3.1. 饮用水检测pH值常用于饮用水的检测，以判断其是否酸性或碱性。

《溶液的酸碱性和pH》学案【复习案】姓名1．溶液的酸碱性溶液的酸碱性取决于溶液中和的相对大小。

(1)酸性溶液：c(H＋) c(OH－)，常温下，pH 7。

(2)中性溶液：c(H＋) c(OH－)，常温下，pH 7。

(3)碱性溶液：c(H＋) c(OH－)，常温下，pH 7。

2．pH及其测量(1)计算公式：pH＝。

(2)测量方法①pH试纸法：用镊子夹取一小块试纸放在或上，用的玻璃棒蘸取待测溶液点在试纸的中央，变色后与对照，即可确定溶液的pH。

②pH计测量法（P63）。

(3)溶液的酸碱性与pH的关系室温下：3．思考（1）pH<7的溶液一定是酸性溶液吗？（2）pH=6（或c(H+)=1×10-6）的溶液一定是酸性的吗？（3）用pH试纸测pH时应注意什么问题？记录数据时又要注意什么？能用pH试纸测定氯水的pH吗?【探究案】)(已知lg2＝0.3，lg7＝0.7，lg1.34＝0.13，1.81/2=1.34)4．pH的稀释规律（1）1 mL pH＝3的盐酸，加水稀释到10 mL pH＝______；加水稀释到100 mL，pH＝______，稀释到106mL pH＝______。

（2）1 mL pH＝11的NaOH溶液，加水稀释到10 mL pH＝______；加水稀释到100 mL，pH＝______，稀释到106mL pH＝______。

小结：（3）弱酸或弱碱溶液的稀释将体积都为10 mL，pH都等于3的醋酸和盐酸，加水稀释至a mL和b mL，测得稀释溶液的pH均为4，则稀释后溶液体积A.a=b=100 mLB.a=b=1000 mLC.a<bD.a>b小结：5．溶液pH的计算根据pH = - lg c(H+)，溶液pH计算的核心是确定溶液中c(H+)的大小。

（1）强酸或强碱溶液(单一溶液) pH值的计算(25℃)①强酸溶液：设化学式为HnA，浓度为c mol/L，则：c(H＋)＝；pH＝②强碱溶液：设化学式为B(OH)n，浓度为c mol/L，则：c(OH－)＝；c(H＋)＝；pH＝（2）强酸溶液混合后溶液的pH计算①pH=1的盐酸与pH＝5的盐酸等体积混合后溶液的pH为多少？②pH=2的盐酸与pH＝4的盐酸按体积比2：1混合后溶液的pH值为多少？小结：两强酸溶液混合时，设酸1中H＋浓度为c1，体积为V1，设酸2中H＋浓度为c2,体积为V2，则c(H＋)(混)＝；pH（混）＝。

溶液的酸碱性与PH计算一、溶液的酸碱性酸碱性是指溶液中的氢离子（H+）与氢氧根离子（OH-）的相对浓度。

在溶液中，当H+离子的浓度高于OH-离子时，该溶液呈酸性；当OH-离子的浓度高于H+离子时，该溶液呈碱性；当H+离子与OH-离子的浓度相等时，该溶液呈中性。

酸碱性的浓度可以通过pH值来表示。

pH值是对数尺度上的值，用来表示溶液中H+离子的浓度。

pH值的计算公式为：pH = -log[H+]，其中[H+]表示溶液中H+离子的浓度。

pH值的范围为0-14，当溶液的pH值小于7时，表明溶液为酸性；当溶液的pH值等于7时，表明溶液为中性；当溶液的pH值大于7时，表明溶液为碱性。

二、pH值的计算1.酸性溶液的pH值计算当溶液为酸性时，pH值小于7、酸性溶液中H+离子的浓度越高，其pH值越小。

例如，酸性溶液的[H+]离子浓度为1.0×10^-3mol/L，计算其pH值：pH = -log(1.0×10^-3) ≈ -(-3) = 3因此，该酸性溶液的pH值为3，属于弱酸性。

2.碱性溶液的pH值计算当溶液为碱性时，pH值大于7、碱性溶液中OH-离子的浓度越高，其pH值越大。

例如，碱性溶液的[OH-]离子浓度为1.0×10^-2mol/L，计算其pH值：pH = -log(1.0×10^-2) ≈ -(-2) = 2因此，该碱性溶液的pH值为2，属于弱碱性。

3.中性溶液的pH值计算当溶液为中性时，pH值等于7、这表示[H+]离子的浓度等于[OH-]离子的浓度。

例如，中性溶液的[H+]离子浓度和[OH-]离子浓度均为1.0×10^-7mol/L，计算其pH值：pH = -log(1.0×10^-7) ≈ -(-7) = 7因此，该中性溶液的pH值为7三、调节溶液的酸碱性调节溶液的酸碱性可以通过向溶液中添加酸性物质或碱性物质来实现。

1.添加酸性物质在酸性溶液中添加酸性物质可以增加H+离子的浓度，进而降低溶液的pH值。

第17讲溶液的酸碱性与pH的计算知识导航课前引入化学实验室里，小明测量了沸水的pH，发现pH=6，惊呼：“水煮沸了，竟然变成酸性了”你能替小明解答这个问题吗？知识精讲一、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH)的关系溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH)的相对大小酸性中性碱性c(H+)____c(OH)c(H+)____c(OH)c(H+)____c(OH)【答案】＞= ＜二、pH与c(H+)的关系溶液的pH是c(H+)的负对数，即pH =_____________。

1. pH越大，溶液的碱性越强；pH越小，溶液的酸性越强。

2. 常温下，pH＜7，为酸性溶液；pH＝7，为中性溶液；pH＞7，为碱性溶液。

【答案】lgc(H+)思考与交流：求100℃下，NaCl水溶液中c(H+) 与pH。

【答案】c(H+) = 1.0×106 mol/L pH = 6三、pH的测定1．pH试纸（1）使用方法取一小块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取试液点在试纸上，当试纸颜色变化稳定后迅速与标准比色卡对照，读出pH。

（2）分类①广泛pH试纸：其pH范围是1～14 (最常用)，可以识别的pH差约为1。

②精密pH试纸：可判别0.2或0.3的pH差值。

③专用pH试纸：用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸。

2．pH计pH计，又叫酸度计，可精密测量溶液的pH，其量程为0～14。

注意四、pH的计算1．单一溶液pH的计算（1）酸性溶液中，先求c(H+)，再计算pH = lgc(H+)；（2）碱性溶液中，先求c(OH)，再由c(H+) =K wc(OH-)求c(H+)，最后计算pH = lgc(H+)。

2．混合溶液pH的计算（1）强酸混合，先求，再计算pH = lgc(H+)；（2）强碱混合，先求，再由c(H+) = K wc(OH-)求c(H+)，最后计算pH = lgc(H+)。

（3）强酸强碱混合①恰好完全反应，pH=7(25℃)；②酸过量，先求，再计算pH = lgc(H+)；③碱过量，先求，再由c(H+) = K wc(OH-)求c(H+)，最后计算pH = lgc(H+)。

溶液的酸碱性与pH 计算【学习目标】：1.溶液的酸碱性判断2.掌握pH 的计算；了解稀释时的pH 变化规律。

【学习重点】：利用pH 的定义pH=-lgc(H +)计算溶液的pH 。

一、溶液的酸碱性与pH ： 1、溶液的酸碱性稀溶液中25℃： Kw = c （H ＋）·c （OH －）=1×10-14 常温下：中性溶液：c （H ＋）=c （OH －）= mol/L酸性溶液：c （H ＋） c （OH －）, c （H ＋） 1×10－7mol/L 碱性溶液：c （H ＋） c （OH －）, c （H ＋） 1×10－7mol/L c （OH －） 1×10－7mol/L 2、pH⑴ 定义：pH= ⑵溶液酸碱性与PH 的关系中性溶液，c(H ＋)=c(OH －)＝10－7mol/L pH 7 酸性溶液，c(H ＋)>c(OH －) pH 7 碱性溶液，c(H ＋)<c(OH －) pH 7 说明：二、溶液pH 值的计算： （一） 单一溶液的pH 计算①强酸溶液，如H n A ，设浓度为ｃ mol ·L －1， c （H +）＝n ｃ mol ·L －1，pH ＝ 。

②强碱溶液，如 B （OH ）n ，设浓度为ｃ mol ·L －1， c （H+）＝nc1410 ，pH ＝－lg c （H +）＝ 。

【练习1】1、(1)计算0.01mol/L 的盐酸的pH 。

(2) 0.05mol/L H 2SO 4 溶液的pH. (3) 0.0005mol/L Ca(OH)2 pH.2、 pH=12的NaOH 溶液中c(H +)、c(OH -)分别为多少？3、计算pH=2的H 2SO 4溶液中H 2SO 4物质的量浓度及溶液中OH -的物质的量浓度。

4.（1）0.001mol/L CH 3COOH （已知电离度为1%）（2）0.01mol/L 氨水 （已知电离度为10%）（二）溶液的稀释规律：（1）室温：1L 0.002 mol/L 的盐酸溶液加水稀释到2 L ，求稀释后溶液的pH ？（2）0.1 L 0.01 mol/L 的Ba(OH)2溶液加水稀释到2 L ，求稀释后溶液的pH ？（3）pH=1的HCl 溶液加水稀释10倍后，pH= ；稀释102倍后，pH= 稀释106 倍，pH= ；稀释10n 倍后，pH ； (4) pH=1的CH 3COOH 溶液加水稀释102倍后，pH稀释10n 倍后，pH ；(5）pH=12的NaOH 溶液加水稀释10倍后，pH= ；稀释102倍后，pH= 稀释106 倍，pH= ；稀释10n 倍后，pH ；(6) pH=12的氨水溶液加水稀释102倍后，pH 稀释10n 倍后，pH ； 酸碱溶液稀释的变化规律：1. pH ＝a 的强酸稀释10n 倍，pH 就增大 个单位，即pH= 且 7（“＜”或“＞”）pH＝a的弱酸稀释10n倍，＜pH＜；2. pH＝b的强碱稀释10n倍，pH就减小个单位，即pH= 且7（“＜”或“＞”）pH＝b的弱碱稀释10n倍，＜pH＜；用图示表示：3.对于pH相同的强酸和弱酸稀释相同倍数，强酸pH变化程度比弱酸大(强碱和弱碱类似)。

溶液pH的求算教学目标知识技能：掌握简单酸、碱体系的pH计算。

能力培养：通过pH的计算，培养学生定量解决化学问题的能力，并进一步加强对弱电解质电离平衡的理解。

科学思想：注重学科之间的交叉，学会用数学公式解决化学问题。

科学品质：通过pH在医疗及工业生产上应用的介绍，激发学生学习化学的兴趣。

科学方法：归纳，总结法。

重点、难点有弱电解质参予的简单体系pH的计算。

教学过程设计第一课时教师活动【引入】我们知道，正常情况下人体血液略显碱性。

但是一些疾病却可以使血液的酸性增强。

医生就此可以通过测血液pH的办法来帮助诊断病情。

同样在工业生产中反应液的酸碱性对化学反应能否发生及反应产物的判断也非常重要。

那么如何定量计算溶液的pH呢？这就是我们这节课要解决的问题。

首先请同学回忆下面已学过的旧知识：①pH定义②溶液物质的量浓度的计算公式③电离度的定义④水的离子积常数。

学生活动回忆并回答（略）。

酸性体系：1．强酸的pH例1①求 0.1mol/L盐酸溶液的pH？②求0.05mol/L硫酸溶液的pH？【设问】通过以上两题请同学思考，已知强酸溶液的物质的量浓度，如何求pH，并且应注意什么？心算口答。

解答：因①、②中[H+]=0.1mol/L，所以pH相等均为1。

两两议论。

结论：求pH实际是求[H+]，在已知溶液的物质的量浓度求[H+]浓度时一定要注意强酸的元数。

【小结】由于完全电离，强酸溶液的[H+]=n·c，其中n表示强酸的元数。

那么对于不完全电离的弱酸[H+]又如何计算呢？2．一元弱酸的pH例2 求0.1mol/L醋酸溶液的pH。

已知a=1.32％。

【设问】①在一元弱酸溶液中[H+]为什么不等于溶液的物质的量的浓度？动笔解答。

解答：因为[H+]=c a=0.1×1.3％所以pH=-lg[H+]=2.87回答：①弱酸部分电离，所以[H+]小于物质的量浓度这一点就好像有一个仓库一样，仓库外面是已电离的离子，而仓库内是未电离的离子，仓库的门是双向的。