3.1水溶液学案(鲁科版选修4)
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3.1 水溶液 学案（鲁科版选修4）
[学习目标] 1.掌握利用水的离子积进行溶液中[H＋]和[OH－]的计算。2.能判断和比较溶液的酸碱性与pH的关系。3.熟练掌握溶液稀释、混合时pH的简单计算。
题型一 有关水的离子积和溶液中[H＋]及[OH－]的相关计算的考查
方法点拨：水的离子积随温度的变化而变化，溶液的pH随[H＋]的变化而变化，溶液的酸碱性随[H＋]与[OH－]的大小关系的变化而变化。
例1 某温度下纯水中[H＋]＝2.0×10－7 mol·L－1，则此时[OH－]＝____________，KW＝________________；该温度下向纯水中滴加盐酸使[H＋]＝5.0×10－6 mol·L－1，则溶液中[OH－]＝____________。
听课记录：
变式训练1 在25℃时，某溶液中由水电离出的[H＋]＝1.0×10－12 mol·L－1，则该溶液的pH可能是( )
A．12 B．7
C．6 D．8
题型二 溶液的酸碱性和pH
方法点拨：判断溶液的酸碱性，关键是看溶液中[H＋]与[OH－]的相对大小，[H＋]大于、等于或小于[OH－]是溶液呈酸性、中性或碱性的充分必要条件。[H＋]>10－7 mol·L－1或pH<7的溶液并不一定是酸性溶液，当用[H＋]或[OH－]与10－7mol·L－1的关系或pH与7的关系来判断溶液的酸碱性时，一定要注意温度是否为常温。
例2 下列溶液pH一定小于7的是( )
A．等体积的盐酸与氨水的混合液
B．水电离出的[OH－]＝1.0×10－10 mol·L－1的溶液
C．80℃时的氯化钠溶液
D．[H＋]＝1.0×10－3 mol·L－1的酸与[OH－]＝1.0×10－3 mol·L－1的碱等体积的混合液
听课记录：
变式训练2 下列溶液肯定显酸性的是( )
A．含H＋的溶液
B．能与活泼金属反应产生H2的溶液
C．pH<7的溶液
D．[OH－]<[H＋]的溶液
变式训练3 对室温下pH相同、体积相同的醋酸和盐酸两种溶液分别采取下列措施，有关叙述正确的是( ) A．加适量的醋酸钠晶体后，两溶液的pH均增大
B．使温度升高20℃后，两溶液的pH均不变
C．加水稀释2倍后，两溶液的pH均减小
D．加足量的锌充分反应后，两溶液中产生的氢气一样多
题型三 溶液pH的计算
方法点拨：1.pH的定义：pH＝－lg[H＋]
已知[H＋]＝m×10－n mol·L－1，则pH＝n－lgm；
已知pH＝a，则[H＋]＝10－a mol·L－1。
已知[OH－]，则由KW＝[H＋][OH－]计算出[H＋]后再计算pH。
2．单一酸(碱)溶液的pH的计算
酸碱溶液的pH与酸碱溶液的浓度、强弱及是几元酸碱有关，综合分析这些因素计算出[H＋]、[OH－]后可求出其pH，相关表格见下表。
单一酸碱溶液(均为c mol·L－1)的pH的计算(室温时)
类别 化学式 [H＋]
(mol·L－1) [OH－]
(mol·L－1) pH
强酸 HnA nc KW/nc －lgnc
强碱 B(OH)n KW/nc nc 14＋lgnc
3.酸碱加水稀释时pH变化规律
(1)弱酸pH＝a，加水稀释10n倍，则a (2)弱碱pH＝b，加水稀释10n倍，则(7<)b－n (3)强酸pH＝a，加水稀释10n倍，则pH＝a＋n(<7)。 (4)强碱pH＝b，加水稀释10n倍，则pH＝b－n(>7)。 4．酸与酸、碱与碱混合的pH变化规律 (1)两强酸混合： [H＋]混＝[H＋]1V1＋[H＋]2V2V1＋V2。 (2)两强碱混合： [OH－]混＝[OH－]1V1＋[OH－]2V2V1＋V2。 例3 现有下列两组溶液：(Ⅰ)组：0.1 mol·L－1的醋酸和盐酸；(Ⅱ)组：pH＝11的氨水和氢氧化钠溶液。 (1)若将它们加水稀释相同的倍数，试分别比较(Ⅰ)组和(Ⅱ)组两种溶液pH的大小：(Ⅰ)组____________________，(Ⅱ)组____________________。 (2)若将它们稀释成相同的pH，试比较(Ⅰ)组和(Ⅱ)组溶液稀释倍数的大小：(Ⅰ)组____________________，(Ⅱ)组____________________。 听课记录： 变式训练4 某强酸pH＝a，强碱pH＝b，已知a＋b＝12，酸碱混合后pH＝7，则V酸和V碱关系正确的是( ) A．V酸＝102V碱 B．V碱＝102V酸 C．V酸＝2V碱 D．V碱＝2V酸 变式训练5 pH相同的盐酸和醋酸，分别用蒸馏水稀释至原体积的m倍和n倍，稀释后两溶液pH相等，则m和n的关系是( ) A．m>n B．m＝n C．m 变式训练6在常温时，某强酸HX溶液与某强碱MOH溶液按10∶1体积比混合，测得溶液中[M＋]＝[X－]。则混合前，该强酸的pH与强碱的pH之和是( ) A．12 B．13 C．14 D．15 参考答案 要点突破区 例1 2.0×10－7 mol·L－1 4.0×10－14 mol2·L－2 8.0×10－9 mol·L－1 变式训练1 A 例2 C [选项A中，没有给出盐酸和氨水的物质的量浓度，无法确定其pH的大小；选项B中，溶液既可以是酸性溶液也可以是碱性溶液；选项C中，80℃时，水的KW大于1.0×10－14 mol2·L－2，[H＋]>10－7 mol·L－1，故pH一定小于7；选项D中没有给定酸和碱的强弱，混合后溶液的pH无法确定。] 变式训练2 D [水溶液中由于水电离产生H＋，所以酸、碱性溶液中均有H＋，A错误；NaOH溶液也能与Al反应产生H2，B项错；C项未说明是否是室温。] 变式训练3 A [加入CH3COONa(s)，CH3COO－与H＋结合成CH3COOH分子，溶液中[H＋]均减小，A项正确；温度升高20℃，醋酸的电离平衡右移，[H＋]增大，pH减小，B项错误；酸溶液加水稀释后的pH变大，C项错误；加入足量的锌，醋酸物质的量浓度大，产生的H2多，D项错误。] 例3 (1)CH3COOH>HCl NH3·H2O>NaOH (2)HCl>CH3COOH NH3·H2O>NaOH 解析 将浓度相同的醋酸和盐酸稀释相同的倍数，浓度仍然相同，所以醋酸的pH大；若稀释为相同的pH，则相当于稀释相同倍数(此时醋酸的pH大)后还要单独向盐酸中加水(使盐酸的pH变大)，所以盐酸中加入的水多。可以粗略地画出稀释时溶液pH变化的图像，如下图(a)。 将pH相同的氨水和NaOH溶液稀释相同倍数，NaOH溶液的[OH－]“直线下降”，氨水中则由于其电离平衡右移而使[OH－]降低幅度要小一些，所以氨水的pH大；显然要稀释成相同的pH，还需向氨水中加水，即氨水的稀释倍数大。可以用图像表示为图(b)。 变式训练4 B [因为pH＝7，所以酸、碱恰好反应。即V酸×10－a＝V碱×10－14＋b，V酸＝10－14＋b10－aV碱＝10－14＋a＋bV碱＝10－2V碱。] 变式训练5 C 变式训练6 D [由于溶液中只有M＋、X－、H＋、OH－4种离子，若[M＋]＝[X－]，则[H＋]＝[OH－](电荷守恒)，即混合溶液呈中性。设该强酸、强碱pH分别为a、b，则有：10×10－a＝1×10－(14－b)，得a＋b＝15。]
