高二化学选修4溶液-pH的计算课件.ppt

1、1掌握掌握pH的简单计算。的简单计算。2了解各类混合溶液了解各类混合溶液 pH的计算。的计算。3了解溶液稀释时了解溶液稀释时pH的变化规律。的变化规律。一、一、pH的计算的计算1pH的定义：的定义：pH_注意：溶液注意：溶液pH计算的核心是确定溶液中的计算的核心是确定溶液中的_相相对大小。在有关计算过程中，应遵守对大小。在有关计算过程中，应遵守“酸按酸，碱按碱，同酸按酸，碱按碱，同强混合在之间，异强混合看过量。强混合在之间，异强混合看过量。”2 2单一溶液的单一溶液的pHpH计算计算(1)酸溶液的酸溶液的pH计算计算c(酸酸)c(H)pH强酸：强酸：如如HnA，设浓度为，设浓度为c mol/L

2、，则，则c(H)_，pHlg c(H)_弱酸：弱酸：如一元弱酸如一元弱酸HA，设浓度为，设浓度为c mol/L，则，则c(H)c mol/L，pHlgc(2)碱溶液的碱溶液的pH计算计算c(碱碱)c(OH)c(H)pH强碱：强碱：如如B(OH)n，设浓度为，设浓度为c mol/L，则，则c(OH)_，c(H)_，pHlgc(H)_弱碱：弱碱：如一元弱碱如一元弱碱BOH，设浓度为，设浓度为c mol/L，则，则c(OH)c mol/L，c(H)mol/L，pH14lgc答案答案：一、一、1.lgc(H)c(H)2(1)nc mol/Llg(nc)(2)nc mol/L mol/L14lg(nc)

3、1等物质的量浓度的盐酸和醋酸相比哪个等物质的量浓度的盐酸和醋酸相比哪个pH大？等物大？等物质的量浓度的质的量浓度的NaOH溶液与氨水哪个溶液与氨水哪个pH大？大？提示：比较提示：比较pH大小最终要比较大小最终要比较c(H)大小，等物质的量大小，等物质的量浓度的盐酸比醋酸中浓度的盐酸比醋酸中c(H)大，大，pH小，等物质的量浓度的小，等物质的量浓度的 NaOH溶液比氨水中溶液比氨水中c(H)小，小，pH大。大。2进行进行pH计算时，为什么遇酸必须用计算时，为什么遇酸必须用c(H)、而遇碱、而遇碱必须用必须用c(OH)计算？计算？提示：由于水的电离平衡的存在，酸溶液中仍有少量提示：由于水的电离平衡

4、的存在，酸溶液中仍有少量OHOH，碱溶液中仍有少量，碱溶液中仍有少量H，但酸溶液中起决定作用的是，但酸溶液中起决定作用的是H，计算，计算pH时当然用时当然用c(H)计算；同样碱溶液中起决定作用计算；同样碱溶液中起决定作用的是的是OH，而，而c(H)的大小受的大小受c(OH)大小的制约，因此在碱大小的制约，因此在碱溶液稀释或混合的计算中，必须根据溶液稀释或混合的计算中，必须根据c(OH)的变化来计算。的变化来计算。如如pH10的的NaOH溶液加水稀释溶液加水稀释10倍后倍后pH的计算，的计算，如直接根据如直接根据c(H)计算，会得出计算，会得出pH11，这当然是不可，这当然是不可能的。计算步骤应

5、是能的。计算步骤应是pH10的的NaOH溶液，溶液，c(H)1010molL1，则，则c(OH)104 molL1，稀释，稀释10 倍后，倍后，c(OH)105 molL1，则，则c(H)molL1109 molL1，即稀释即稀释10倍后倍后pH9。(1)(1)两种强酸混合：两种强酸混合：c(H)混混当两种溶液的当两种溶液的pH之差之差pH2的强酸以等体积混合时，的强酸以等体积混合时，pH混混pH小小0.3(相当于将浓度大的酸溶液稀释了一倍相当于将浓度大的酸溶液稀释了一倍)。(2)两种强碱溶液混合：两种强碱溶液混合：c(OH)混混当两种溶液的当两种溶液的pH之差之差pH2的强碱以等体积混合后，

6、的强碱以等体积混合后，pH混混pH大大0.3(相当于将浓度大的碱溶液稀释了一倍相当于将浓度大的碱溶液稀释了一倍)。(3)(3)强酸强碱混合强酸强碱混合强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，强酸和强碱恰好完全反应，溶液呈中性，pH7。酸过量，先求酸过量，先求c(H)余余。c(H)余余，再求再求pHlgc(H)。碱过量，先求碱过量，先求c(OH)余余。c(OH)余余，再求再求c(H)，最后求，最后求pH。(4)(4)酸碱等体积混合酸碱等体积混合酸与碱酸与碱pH之和为之和为14，若为强酸与强碱，则，若为强酸与强碱，则pH7；若为强酸与弱碱，则若为强酸与弱碱，则pH7；若为弱酸与强碱，则若为弱酸与强碱，

7、则pH7。说明：对于弱酸来讲，说明：对于弱酸来讲，c(弱酸弱酸)c(H)，对于弱碱，对于弱碱，c(弱碱弱碱)c(OH)，等体积混合，等体积混合pH之和为之和为14的酸碱时，谁弱的酸碱时，谁弱谁过量。谁过量。(5)(5)强酸强碱混合呈中性时二者体积与强酸强碱混合呈中性时二者体积与pHpH的变化规律的变化规律若若pH酸酸pH碱碱14，则，则V酸酸 V碱碱1 1若若pH酸酸pH碱碱14，则，则V酸酸 V碱碱10pH酸酸pH碱碱14 1若若pH酸酸pH碱碱14，则，则V酸酸 V碱碱1 1014(pH酸酸pH碱碱)(6)强酸、强碱稀溶液等体积混合后的强酸、强碱稀溶液等体积混合后的pH(近似计算近似计算)

8、混合前混合前混合后混合后条件条件pH1pH214pH混混pH10.3强酸、强碱强酸、强碱等体积混合，等体积混合，pH1pH2pH1pH214pH混混7pH1pH214pH混混pH20.3案例精析案例精析【例【例1】25 时，某溶液由水电离出的时，某溶液由水电离出的c(H)11012 mol/L，则该溶液的，则该溶液的pH可能为可能为()A12B7C6D2 解析解析 纯水中由水电离出的纯水中由水电离出的c(H)水水c(OH)水水，向，向纯水中加酸或加碱，水的电离都会受到抑制，水的电离平衡纯水中加酸或加碱，水的电离都会受到抑制，水的电离平衡向左移动，水电离出的向左移动，水电离出的c(H)和和c(O

9、H)均减小，但仍有均减小，但仍有c(H)水水c(OH)水水。若该溶液为酸性溶液，。若该溶液为酸性溶液，c(OH)液液c(OH)水水c(H)水水11012 mol/L，由，由KWc(H)液液c(OH)液液得得c(H)液液11014/110121102，即，即 pH2；若该溶液为；若该溶液为碱性溶液，碱性溶液，c(H)液液c(H)水水11012 mol/L，pH12，故，故正确答案为正确答案为AD。答案答案AD【例【例2 2】pHpH1313的强碱溶液与的强碱溶液与pHpH2 2的强酸溶液混合，的强酸溶液混合，所得混合溶液的所得混合溶液的pHpH1111，则强碱与强酸的体积比是，则强碱与强酸的体积

10、比是()A11 1 B9 1 C1 11 D1 9 解析解析 本题酸、碱反应后本题酸、碱反应后pH11，说明碱过量，必，说明碱过量，必须按须按c(OH)进行计算。如果忽略了这一点而用进行计算。如果忽略了这一点而用c(H)计算，计算，那就会出现错误。强酸与强碱混合后，余下的溶液显碱性，那就会出现错误。强酸与强碱混合后，余下的溶液显碱性，且且c(OH)103mol/L，因此，若设强碱、强酸的体积分别，因此，若设强碱、强酸的体积分别为为x、y，则由题意得：，则由题意得：103，x y1 9。故正确故正确答案答案为为D。答案答案D室温下等体积混合室温下等体积混合0.1 molL1的盐酸和的盐酸和0.0

11、6 molL1的的Ba(OH)2溶液后，溶液的溶液后，溶液的pH等于等于()A2.0 B12.3 C1.7 D12.0 解析解析 该题是酸碱混合的计算。首先要判断哪种物该题是酸碱混合的计算。首先要判断哪种物质过量，盐酸溶液的质过量，盐酸溶液的c(H)0.1 molL1，Ba(OH)2溶液的溶液的c(OH)0.06 molL120.12 molL1，故碱过量，又因，故碱过量，又因等体积混合，可求出混合溶液中的等体积混合，可求出混合溶液中的c(OH)。c(OH)0.01 molL1故故pHlgc(H)14lg 0.0112。答案答案D有有pH12的的KOH溶液溶液10 mL，要使它的，要使它的pH

12、降为降为11：(1)如果加入蒸馏水，应加如果加入蒸馏水，应加_ mL。(2)若加入若加入pH10 的的NaOH溶液应加溶液应加_ mL。(3)若加入若加入0.001 molL1 H2SO4应加应加_ mL。答案答案(1)90(2)100(3)30在在25 时，有时，有pHa的盐酸和的盐酸和pHb的的NaOH溶液，取溶液，取VaL盐酸溶液与盐酸溶液与NaOH溶液中和，需溶液中和，需VbL NaOH溶液，问：溶液，问：(1)若若ab14，则，则 Va/Vb_(填数字填数字)。(2)若若ab13，则，则Va/Vb_(填数字填数字)。(3)若若ab14，则，则Va/Vb_(填表达式填表达式)，且且Va

13、_Vb(填、或填、或)。(4)若若ab15，则，则Va/Vb_(填数字填数字)。解析解析 题目给出了酸和碱溶液题目给出了酸和碱溶液pH所满足的一系列关所满足的一系列关系式，求完全中和所需两种溶液的体积关系。四个问题求解系式，求完全中和所需两种溶液的体积关系。四个问题求解过程相似，依题意有：过程相似，依题意有：pHa的盐酸的盐酸c(HCl)c(H)10a molL1pHb的的NaOH 溶液溶液c(H)10bc(NaOH)10b14 molL1完全中和应满足完全中和应满足c(HCl)Vac(NaOH)Vb(1)若若ab14，则，则 1014141001(2)若若ab13，则，则 101314101

14、(3)(3)若若a ab b1414，则，则 1010ab141，VaVb(4)若若ab15，则，则 10151410答案答案(1)1(2)110(3)10ab141，(4)1025 时，若体积为时，若体积为Va、pHa的某一元强酸与体积的某一元强酸与体积为为Vb、pHb的一元强碱混合，恰好中和，且已知的一元强碱混合，恰好中和，且已知VaVb和和a0.5b，请填写下列空白：，请填写下列空白：(1)a值可否等于值可否等于3(填填“可可”或或“否否”)_，其理由是，其理由是_。(2)a值可否等于值可否等于5(填填“可可”或或“否否”)_，其理由是，其理由是_。(3)a的取值范围是的取值范围是_。解

15、析解析(1)若若a3，由，由a0.5b，可知，可知b6，由题设，由题设pHb是一强碱，与题设矛盾。是一强碱，与题设矛盾。(2)若若a5，则，则b10c(OH)b104 molL1，发生，发生酸碱中和时，应有酸碱中和时，应有Vac(H)aVbc(OH)b。与题设与题设VaVb不符。不符。(3)(3)由题设由题设 1 1，可得，可得10ab141即即ab140又又a0.5b解得解得a又又pHpHbb2a7(强碱溶液强碱溶液)解得解得a因此因此a的取值范围是：的取值范围是：答案答案(1)否，若否，若a3，由，由a0.5b，可知，可知b6。由题。由题设设pHb是一强碱，与题设矛盾。是一强碱，与题设矛盾

16、。(2)否，若否，若a5，则，则b10，c(OH)b104 mol/L，发生酸碱中和时，应有，发生酸碱中和时，应有Vac(H)aVbc(OH)b。即。即 。与题设。与题设VaVb不符。不符。(3)a一、稀释后溶液一、稀释后溶液pH的变化规律的变化规律1酸碱溶液无限稀释，酸碱溶液无限稀释，pH只能无限接近于只能无限接近于7，不可能，不可能大于或小于大于或小于7。2对于对于pHa的强酸和弱酸溶液，每稀释的强酸和弱酸溶液，每稀释10n倍，强酸倍，强酸的的pH就增大就增大n个单位，即个单位，即pHan(an7)，弱酸的，弱酸的pH范范围是：围是：apHan，可用图示表示：，可用图示表示：3 3对于对于

17、pHpHb的强碱和弱碱溶液，每稀释的强碱和弱碱溶液，每稀释10n倍，强碱倍，强碱的的pH减小减小n个单位，即个单位，即pHbn(bn7)，弱碱的，弱碱的pH的范的范围是：围是：bnpHb，可用图示表示：，可用图示表示：4对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数，对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数，强酸强酸pH变化程度比弱酸大变化程度比弱酸大(强碱和弱碱类似强碱和弱碱类似)。二、酸、碱溶液稀释后二、酸、碱溶液稀释后pHpH的计算的计算1强酸溶液每稀释强酸溶液每稀释10n倍，倍，c(H)减小为原来的减小为原来的1/10n，pH稀稀pH原原n。2强碱溶液每稀释强碱溶液每稀释10n倍，倍

18、，c(OH)减小为原来的减小为原来的1/10n，pH稀稀pH原原n。3强酸或强碱溶液无限稀释时，由于水的电离不能忽强酸或强碱溶液无限稀释时，由于水的电离不能忽略，故略，故pH只能接近于只能接近于7(或约等于或约等于7)。如。如pH6的盐酸稀释的盐酸稀释100倍后溶液的倍后溶液的pH7(不可能大于不可能大于7)，pH8的的NaOH溶液稀释溶液稀释100倍后溶液倍后溶液pH7(不可能小于不可能小于7)。4 4弱酸溶液每稀释弱酸溶液每稀释1010n倍，倍，c(H)减小的程度比强酸小，减小的程度比强酸小，则则pH稀稀pH原原n。5弱碱溶液每稀释弱碱溶液每稀释10n倍，倍，c(OH)减小的程度比强碱减小

19、的程度比强碱小，则小，则pH稀稀 pH原原n。案例精析案例精析【例【例3】(2008潍坊模拟潍坊模拟)常温下，关于溶液的稀释下常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是列说法正确的是()ApH3的醋酸溶液稀释的醋酸溶液稀释100倍，倍，pH5BpH4的的H2SO4溶液加水稀释溶液加水稀释100倍，溶液中由水电倍，溶液中由水电离产生的离产生的c(H)1106 molL1C将将1 L 0.1 molL1的的Ba(OH)2溶液稀释为溶液稀释为2 L，pH13DpH8的的NaOH溶液稀释溶液稀释100倍，其倍，其pH6 解析解析 A项，项，pH3的醋酸溶液在稀释过程中电离平的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正

20、向移动，稀释衡正向移动，稀释100倍时，倍时，3pH5；B项，项，pH4的的H2SO4稀释稀释100倍时，溶液中的倍时，溶液中的c(H)106 mol/L，溶液中，溶液中的的c(OH)1014/106 molL1108 molL1，水电离的，水电离的c(OH)108 molL1，而水电离的，而水电离的c(H)水电离的水电离的c(OH)108 molL1；C项，项，0.1 molL1 Ba(OH)2溶液稀释到溶液稀释到2 L时，时，c(OH)molL10.1 molL1，c(H)1013 molL1，pH13；D项，项，NaOH是碱溶液无论怎么稀释，是碱溶液无论怎么稀释，pH在常温下不可能成为在

21、常温下不可能成为6，只能无限接近于，只能无限接近于7。答案答案C室温下，将室温下，将pH4的的H2SO4溶液加水稀释溶液加水稀释100倍后，倍后，c(H)c()等于多少？此时再将溶液稀释等于多少？此时再将溶液稀释100倍后，倍后，c(H)c()等于多少？等于多少？在在25 的条件下，将体积都为的条件下，将体积都为10 mL、pH都等于都等于3的醋的醋酸和盐酸加水稀释至酸和盐酸加水稀释至a mL和和b mL，测得稀释后溶液的，测得稀释后溶液的pH均均为为5。则稀释后溶液的体积。则稀释后溶液的体积()Aab100 mL Bab1000 mLCab Dab 解析解析 pH3的盐酸稀释后溶液体积为的盐

22、酸稀释后溶液体积为1000 mL时时pH5pH3的醋酸稀释后溶液体积为的醋酸稀释后溶液体积为1000 mL时时pH5，若，若要要pH5应再加水稀释，故应再加水稀释，故ab答案答案DpH计及其使用方法计及其使用方法pH计是用来测量被测溶液的计是用来测量被测溶液的pH的，在科研实验中有很的，在科研实验中有很大的用处。下面以大的用处。下面以PHS3C型型pH计为例来说明它的使用方计为例来说明它的使用方法。法。pH计结构：它由主机、复合电极组成，主机上有四个计结构：它由主机、复合电极组成，主机上有四个旋钮，它们分别是：选择、温度、斜率和定位旋钮。旋钮，它们分别是：选择、温度、斜率和定位旋钮。pH计的使

23、用：安装好仪器、电极，打开仪器后部的电计的使用：安装好仪器、电极，打开仪器后部的电源开关，预热半小时。源开关，预热半小时。在测量之前，首先对在测量之前，首先对pHpH计进行校准，我们采用两点定计进行校准，我们采用两点定位校准法，具体的步骤如下：调节选择旋钮至位校准法，具体的步骤如下：调节选择旋钮至pHpH档；用温度档；用温度计测量被测溶液的温度，读数，例如计测量被测溶液的温度，读数，例如25 25。调节温度旋钮。调节温度旋钮至测量值至测量值25。调节斜率旋钮至最大值。调节斜率旋钮至最大值。打开电极套管，用蒸馏水洗涤电极头部，用吸水纸仔打开电极套管，用蒸馏水洗涤电极头部，用吸水纸仔细将电极头部吸

24、干，将复合电极放入混合磷酸盐的标准缓冲细将电极头部吸干，将复合电极放入混合磷酸盐的标准缓冲溶液，使溶液淹没电极头部的玻璃球，轻轻摇匀，待读数稳溶液，使溶液淹没电极头部的玻璃球，轻轻摇匀，待读数稳定后，调定位旋钮，使显示值为该溶液定后，调定位旋钮，使显示值为该溶液25 时标准时标准 pH数值数值6.86。将电极取出，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾标准将电极取出，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾标准缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，调节斜率旋钮，使显示缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，调节斜率旋钮，使显示值为该溶液值为该溶液25 25 时标准时标准pH数值数值4.00。取出电极，洗净、吸干，再次放入混合

25、磷酸盐的标准取出电极，洗净、吸干，再次放入混合磷酸盐的标准缓冲溶液，摇匀，待读数稳定后，调定位旋钮，使显示值为缓冲溶液，摇匀，待读数稳定后，调定位旋钮，使显示值为25 25 时标准时标准 pH数值数值6.86。取出电极，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾的缓冲取出电极，洗净、吸干，放入邻苯二甲酸氢钾的缓冲溶液中，摇匀，待读数稳定后，再调节斜率旋钮，使显示值溶液中，摇匀，待读数稳定后，再调节斜率旋钮，使显示值为为25 时标准时标准pH数值数值 4.00。取出电极，洗净、吸干。重复校正，直到两标准溶液取出电极，洗净、吸干。重复校正，直到两标准溶液的测量值与标准的测量值与标准 pH pH基本相符为止，校正过程结束后，进入基本相符为止，校正过程结束后，进入测量状态。将复合电极放入盛有待测溶液的烧杯中，轻轻摇测量状态。将复合电极放入盛有待测溶液的烧杯中，轻轻摇匀，待读数。匀，待读数。完成测试后，移走溶液，用蒸馏水冲洗电极，吸干，完成测试后，移走溶液，用蒸馏水冲洗电极，吸干，套上套管，关闭电源，结束实验。套上套管，关闭电源，结束实验。