苏教版高中化学选修四32《溶液的酸碱性pH的简单计算》参考教
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【教学目标】1、理解水的电离,溶液pH等概念。
2、掌握有关PH的计算四、有关溶液PH的计算1.求强酸溶液的PH例1:求1×10-3mol/LHCl溶液的PH解:PH=-lg10-3=3例2:求1×10-3mol/LH2SO4溶液的PH解:PH=-lg2×10-3=3- lg2=2.62.求强碱溶液的PH例1:求0.1mol/LNaOH溶液的PH解:C(H+)=1×10-13mol/L PH=-lg10-13=13例2:求0.1mol/LBa(OH)2溶液的PH解:C(H+)=5×10-14mol/L PH=-lg5×10-14=14-lg53.求混合溶液的PH(1)求强酸与强酸混合溶液的PH例1:10mL0.1mol/LHCl与20mL0.2mol/LHCl混合,求该混合溶液的PH值。
解:C(H+)=(0.01×0.1+0.02×0.2)mol/(0.01+0.02)L=0.17mol/LPH=-lg1.7×10-1=1- lg1.7例2:将PH=1和PH=3的盐酸溶液等体积混合,求该混合溶液的PH值。
解:C(H+)=(0.1×V+0.001×V)mol/2VL=0.0505mol/lPH=-lg5.05×10-2=2- lg5.05=1.3(2)求强碱与强碱混合溶液的PH例1:10mL0.1mol/LNaOH与20mL0.2mol/L Ba(OH)2混合,求该混合溶液的PH值。
解:C(OH_)=(0.01×0.1+0.02×0.2×2)mol/(0.01+0.02)L=0.3mol/LC(H+)=3×10-14mol/L PH=-lg3×10-14=14- lg3例2:将PH=11和PH=13的NaOH溶液等体积混合,求该混合溶液的PH值。
苏教版高中化学选修四32《溶液的酸碱性pH的简单计算》参考教专题单元节题知识与技能教学目标过程与方法情感态度与价值观专题4溶液中的离子反应第二单元溶液的酸碱性第1、2课时溶液的酸碱性了解溶液pH的定义,能进行pH的简单计算。
通过实验联想、比较等培养学生的想象能力和思维能力通过溶液PH的测定,何会化学在生产生活中的应用。
pH的简单计算pH的简单计算讨论法学生主体活动练习口答、检查25℃[H+]·[OH—]=10—7=10—14=Kw[阅读]P71本质对照表3—6大于7显碱性,小于7显酸性等于7显中性学生主体活动不湿润注意:强酸直接由[H+]总求pH值强碱由[OH—]总求pOH,后再求pH值(注意)先判断显性离子!教学课题教学重点教学难点教学方法教师主导活动教学过程[知识回顾]写出醋酸、一水合氨溶于水和水的电离方程式:CH3COOHCH3COO-+H+NH3·H2ONH4++OH—H2OH++OH—水的离子积常数[完成下表]溶液酸碱性酸性中性碱性c(H+)与c(OH—)关系任意温度室温(mol/L)pH值(室温)小于77大于7c(H+)>c(OH—)c(H+)=c (OH—)c(H+)①若pH酸+pH碱=14,则完全中和pH=7.②若pH酸+pH碱>14,则碱过量pH≈pH碱-0.3③若pH酸+pH碱<14,则酸过量pH≈pH酸+0.3[分析]①呈中性:即pH=7.nH+=nOH—10—a·V1=10—(14-b)·V2V1:V2=10—14+a+b10n=10a+b-14n=a+b-14a+b=14+n②若呈酸性.即pH<7nH+>nOH—10—a·V1>10—(14-b)·V2V1:V2>10—14+a+b10n>10-14+a+ba+b<14+n③若呈碱性,即pH>7,同理可知a+b>14+n教学过程教师主导活动学生主体活动3.关于酸、碱混合时的定性判断(常温)酸与碱混合时发生中和反应,但不一定恰好完呈中和。
即使恰好完全中和,也不一定溶液呈中性,由生成的盐能否水解及水解情况而定,另外酸碱的强弱不同,提供反应物的量不同也影响着反应后溶液的性质。
一般酸或碱过量化生成的盐水解对溶液的酸碱性影响大。
下面把常见的几种情况分列出来.①等物质的量浓度的一元弱酸一元强碱溶液等体积混合溶液pH>7(由生成的强碱弱酸盐水解决定)②等物质的量浓度的一元强酸与一元弱碱溶液等体积混合后溶液pH<7(由生成的强酸弱碱盐水解决定)③等物质的量浓度的一元强酸与强碱溶液等体积混合后溶液pH=7(因生成强酸强碱盐不水解)想一想:若酸或碱之一是多元,情况又怎样?④当pH=pOH的强酸与强碱溶液以等体积混合后pH=7(与酸、碱的几元性无关)⑤当pH=3的某一元酸溶液与pH=11的一元强碱以等体积混合后pH≤7。
(考虑酸有强弱之分,若分弱酸,制反应后酸过量)⑥当pH=3的某一元强酸pH=11的一元碱溶液的以等体积混合后pH≥7(同理⑤,弱碱过量)⑦将pH=3的酸溶液和pH=11的碱溶液以等体积混合后溶液pH=无法确定.再想一想:⑤⑥⑦与酸、碱的几元性有无关系?例1.将0.5L0.1mol/LFe2(SO4)3溶液与1L0.6mol/L氨水溶液完全混合并过滤,溶液总体积不变,则所得滤液的pH值与下列选项符合的是__________了解即可[练习]pH=a的HCl溶液和pH=b的NaOH溶液按体积比V1:V2混合.当混合液分别呈中性、酸性、碱性时,且V1:V2=10n时,a+b分别为多少?化学学习A.等于0.3mol/L氨水的溶液的pH值B.等于0.2mol/L氨水溶液的pH值C.大于0.3mol/L氨水溶液的pH值D.小于0.2mol/L氨水溶液的pH值[解析]:先考虑反应,写出反应的离子方程式Fe3++3NH3·H2O===Fe(OH)3↓+3NH4+1mol3mol0.1mol0.3mol0.3mol由此可知氨水过量0.3mol,但体积已为1.5L,此时氨水浓度为C=1.5L=0.2mol/L请注意,上反应还生成了0.3mlNH4+,但NH3·H2O的电离会产生抑制作用,故后成性没有0.2ml/L的纯氨水强,本题应选D.例2.求下列混合溶液的pH:(1)pH=3和pH=5的两强酸等体积混合;(2)pH=8和pH=10的两强碱等体积混合。
分析酸溶液混合后,H+的物质的量等于原来两酸溶液H+的物质的量之和,从而求出[H+]及溶液的pH,碱溶液混合后,OH—的物质的量等于原来两碱溶液OH—的物质的量之和,从而求出[OH—],根据Kw换算出[H+],最后求出溶液的pH。
在第(2)题中,切不可直接将两碱溶液中的H+的物质的量相加,不能认为这是混合溶液的H+的总量,否则就会造成很大错误。
103mol/L1105mol/L111解:(1)[H+]==5某10—4mol/LpH=-lg(5某10—4)=3.3106mol/L1104mol/L111(2)[OH—]==5某10—5mol/L110145[H+]=510=2某10—10mol/LpH=-lg(2某10—10)=9.7总结:两种强酸等体积混合的pH等于混合前pH数值小的加上0.3;两种强碱等体积混合的pH等于混合前pH数值大的减去0.3。
(2)必须按显性离子计算。
例3.常温下有体积为V1L,pH值为m的稀硫酸和体积为V2L、pH值为n的NaOH溶液混合后.(1)如果V1=V2时.①当m+n=13时,则混合后溶液呈______________性.②当m+n=15时,则混合后溶液呈______________性.(2)如果混合后pH=7时;①当m+n=14时,则V1:V2=____________.②当m+n=13时,则V1:V2=____________.化学学习③当m+n>14时,则V1:V2=___________.(填表达表),且V1________V2(填>、<、或==解析H2SO4尽管为二元强酸,但当用pH值表示时,与几元则无关.(1)根据上文提及的特例,可知当m+n=13<14,即混合液呈酸性.当m+n=15>14,即混合液呈碱性,pH>7.(2)若混合后溶液pH=7,即中性.根据上文提到,a+b=14+n,可推知当m+n=14时,则V1:V2=11当m+n=13时,则V1:V2=10当m+n>14时,则nH+=nOH—10—m·V1=10—(14—n)·V2V1:V2=10—14+n+m=10m+n—14∵m+n>14,∴V1:V2>1即V1>V2例4.Ba(OH)2和NaOH混合溶液的pH=14,取该溶液100mL,持续通入CO2,当CO2通入0.56L时生成沉淀最多(体积指标准状况,设溶液体积不发生改变),试通过计算回答:(1)Ba(OH)2和NaOH的物质的量浓度各为多少?(2)当通入CO2的体积为2.24L时,溶液中各种离子(除H+、OH—)物质的量浓度各为多少?解析:(1)混合液中总[OH—]=1mol/L,n(OH)—=0.1mol当CO2道入0.56L时沉淀最多,此时发生如下反应:Ba(OH)2+CO2===BaCO3↓+H2O1mol1mol0.025mol0.025mol0.025molC[Ba(OH)2]=0.1L=0.25mol/Ln(NaOH)=n(OH—)总-2n[Ba(OH)2]=0.1-2某0.025=0.05(mol)0.05molC(NaOH)=0.1L=0.5mol/L(2)当n(CO2)=0.1mol 时,发生下列反应CO2+OH—=HCO3—0.1mol0.1mol0.1mol此时溶液中无沉淀,故[Na+]=0.5mol/L[Ba2+]=0.25mol/L[HCO3—]=1mol/L小结:溶液中发生多种反应时常用关系式法、电得失守恒、电荷守恒。
[小结]能定性判断溶液的酸碱性,会进行PH的简单计算。
[作业]讲义化学学习板一、溶液的酸碱性书二、溶液PH计算计划反PH试纸的使用要讲,PH计算只讲简单的。
馈化学学习[课后练习]1.下列溶液中,pH最大的是()A.pH=4的盐酸和pH=10的烧碱溶液等体积混合B.pH=5的盐酸稀释1000倍C.pH=11的烧碱溶液稀释1000倍D.pH=11的氨水溶液稀释1000倍2.有pH值都等于4的硝酸和醋酸,均取1mL加水稀释至amL和bmL,测得稀释后溶液的pH均为5,则稀释后溶液的体积()A.a=b=100mLB.a=b=1000mLC.a<bD.a>b3.中和相同体积,相同pH值的H2SO4、HCl、CH3COOH三种稀溶液时,用去同种浓度的NaOH溶液的体积依次为V1、V2、V3,则V1、V2、V3的大小关系正确的是()A.V1=V2=V3B.V1=V2<V3C.V1=V2>V3D.V1<V2<V34.等体积混合0.1mol/L盐酸和0.06mol/LBa(OH)2溶液后,溶液的pH等于()A.2.0B.12.3C.1.7D.12.05.有pH值相等的A、B、C、D四种一元酸的溶液各20ml,与过量镁充分反应后,产生氢气质量是D>C>B=A.这说明:①D的酸性最强.②A与B的酸性最强且彼此相当.③原D反应后溶液的pH值最大.④反应后原A和B的溶液的pH值最大;⑤反应前D的电离程度最大,⑥反应前四种酸的电离程度相同,其中正确的是()A.①③⑤B.②④⑥C.①⑥D.②③6.pH值相同、体积相同的盐酸和醋酸分别与等体积、等浓度的NaOH溶液混合,若醋酸与氢氧化钠混合后溶液的pH值的7,则盐酸与氢氧化钠的混合后溶液的pH值()A.>7B.<7C.=7D.无法判断7.相同条件下pH=3的盐酸和pH=3的醋酸:(1)取等体积两溶液,分别稀释pH=4时,两者加水量的关系是:前者________后者(填>、<或=,下同=);(2)取等体积的两溶液,分别加入等物质的量的相应钠盐固体少量,两溶液的pH大小关系是:前者_________后者;(3)各取两溶液VL,分别加入VLpH=11的NaOH,充分反应后,两溶液pH大小关系是:前者__________后者。
8.某工业废水,经化验含游离氯的浓度为0.001mol/L,且此废水的pH=4,为除去10L此废水中的游离氯,需加入浓度为0.025mol/L的Na2SO3溶液多少毫升?除氯后溶液的pH约为多少?[直击高考] 1.室温下,下列溶液等体积混合后,所得溶液的pH一定大于7的是(06上海)A.0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钠溶液B.0.1mol/L的盐酸和0.1mol/L的氢氧化钡溶液C.pH=4的醋酸溶液和pH=10的氢氧化钠溶液D.pH=4的盐酸和pH=l0的氨水2.室温时,将某mLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应。