高中化学选修4教学设计有关pH的简单计算_高中化学选修四教案

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第二课时

教学目的：

1、了解指示剂的变色范围，学会用pH试纸测定溶液的pH值

2、初步学会计算酸碱的pH值以及氢离子浓度和pH值的互算

3、掌握pH相同的强酸与弱酸的几个规律

教学重点：有关pH的简单计算

教学难点：熟练掌握有关pH的计算 教学过程：

复习提问：

—①什么叫水的离子积？影响水的离子积因素？溶液的酸碱性与c（H+）、c（OH）及pH的关系？溶液pH的计-算？求0.1mol/L盐酸溶液中的[OH]？（25℃）求0.1mol/LnaOH溶液中[H+]？

+②关于pH相同的酸（含强酸和弱酸）（1）溶液中c（H）相等（填“相等”或“不等”）。（2）溶液中溶质的物质的量的浓度：强酸 ”或“

（3）耗碱规律：pH和溶液体积均相同的HCl、H2SO4、CH3COOH与碱完全反应时，消耗碱物质的量最多的是 CH3COOH。

+（4）稀释规律：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c（H）变为原来的+1/m ,但弱酸中c（H）减小 小于（填“大于”或“小于”）m倍，故稀释后弱酸酸性强于强酸。③pH的有关计算：（1）求酸或碱溶液的pH

a·先判断溶液的酸碱性（2）求强酸或强碱稀释后的pH b·若为酸性，先求出c（H+）后

+（3）求混合溶液的pH

由pH =-lg{c（H）}求pH

—

①两种强酸（碱）混合若为碱性，先求c（OH）后

—

②强酸与强碱混合由Kw = c（H+）·c（OH）（4）pH+pOH=14

求c（H+），再求pH 板书：

三、有关溶液pH的计算

（一）强酸、强碱自相或互相混合（体积变化忽略不计）

nI(H)nII(H)nI(OH)nII(OH)VIVIIVIVII（1）酸I+酸II

[H+] =

(2)碱I+碱II

[OH-] =

（3）酸I+碱II完全中和：[H+] = [OH-] = 110mol/L

7nI(H)nII(OH)nI(OH)nII(H)VIVIIVIVII酸过量：

[H+]=

碱过量：[OH-] =

(二)溶液酸碱性pH计算经验规律

（1）两强酸等体积混合 混合后的pH=小的+0.3

(2)两强碱等体积混合混合后的pH=大的—0.3(3)当按所给反应物质的量之比计算时，酸碱不论强弱，谁大谁过剩，溶液呈谁性。

（4）酸碱等体积混合①pH = 2 某酸与pH = 12 某碱混合pH难定②pH = 4 某酸与pH = 10 NaOH混合 pH≤7③pH = 4 H2SO4与pH = 10 某碱混合pH≥7④0.01mol/L pH = 2 一元酸与0.1mol/L pH = 12一元碱混合pH = 7(5)pH 减小一个单位，[H+]扩大为原来的10倍。

PH增大2个单位，[H+]减为原来的1/100

+（6）稀释规律：分别加水稀释m倍时，溶液的物质的量的浓度均变为原来的 1/m , 强酸中c（H）变为原来的+1/m ,但弱酸中c（H）减小 小于m倍，故稀释后弱酸酸性强于强酸。例

1、求下列溶液的pH：（1）某H2SO4溶液的浓度是0·005mol/L

①求此溶液的pH ②用水稀释到原来体积的100倍 ③再继续稀释至104倍

（2）pH=3的盐酸与pH=5的硫酸等体积混合（3）pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合（4）pH=12的NaOH和pH =4的HCl等体积混合-2解析：（1）① c（H+）=0·005mol/L×2=0·01 mol/L， pH=-lg10=2

-4-4② c（H+）=0·01mol/L÷100=10 mol/L， pH=-lg10=4 ③ pH=7（强调酸稀释后不会变成碱！）103105-4（2）c（H）==5×10-4,  pH=-lg(5×10)=4-lg5=3·3 2+(强调10-3是10-5的100倍，所以10可以忽略不计)

-51041021014-3+（3）因为溶液呈碱性c（OH）==5×10 c（H）==2×10-12

32510— pH=-lg(2×10-12)=12-lg2=11·7（4）NaOH中c（OH）=10-2 mol/L HCl中c（H+）=10-4 mol/L二者等体积反应，碱过量，反应后溶液呈碱性。—102104所以反应后c（OH）==5×10-3

2—

—

1014-1

2c（H）==2×10-12 pH=-lg(2×10)=12-lg2=11·7 3510+例

2、某温度下纯水的C(H+)=2.0╳107mol/L，则此时C(OH-)为多少？若温度不变，滴入稀H2SO4，使C(H+)=5.0—╳104mol/L，则由水电离产生的C(H+)为多少？ 答案：c(OH)2.0107molL；

c(H)水电离81011molL。

例

3、常温下，将pH8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中氢离子浓度最接近（D）

1(110811010)mol(110811010)molLL A.2B.C.(110145105)molL

D.21010molL

例

4、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是（D）A、11:1 B、9:1

C、1:11

D、1:9 例

5、常温时某溶液中，测得由水电离出的C(H+)为10-11mol/L，则对此溶液的下列叙述中，正确的是（C D）A、一定是酸溶液

B、一定是碱溶液

C、可能是pH=3的酸溶液

D、可能是pH=11的碱溶液 例

6、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后，溶液的pH为（C）A、等于8

B、等于7

C、接近7又小于7

D、大于7而小于8 例

7、有PH相等的盐酸和醋酸（pH5），如何通过实验的方法证明。

解析：经分析可知一为强酸（盐酸），强电解质，另一为弱酸（醋酸），弱电解质。利用二者在电离过程中的区别，可用稀释相同倍数后测pH的方法进行鉴别。

答案：取相同体积的两种酸，加水稀释10倍，用玻璃棒分别蘸取稀释后两种酸，点在PH试纸上，稍后与比色卡比较，其中PH较小的为醋酸，另一为盐酸。

练习：1．在250C某稀溶液中，由水电离产生的c（H+）=10-13mol/L，下列有关溶液的叙述正确的是（CD）A．该溶液一定呈酸性

B．该溶液一定呈碱性

C．该溶液的pH可能约为1

D．该溶液的pH可能约为13 2．250C时，10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是什么？（pH酸+pH碱=15）

3．在800C时，纯水的pH小于7，为什么？（因为水的电离过程是吸热过程，所以升高温度，平衡右移，使c——（H+）=c（OH）>107 mol/L，所以pH小于7）

4.pH = 4的盐酸用水稀释100倍、1000倍、10000倍，pH值各为多少？

+5.在0.01mol/LHCl中，由水电离出来的[H]为多少？

+—106.某溶液中由水电离产生的[H]= 1╳10mol/L,则该溶液的pH值可能是？

—x7.某盐酸中1╳10mol/L，某氨水的pH为y,已知：x+y = 14,且y>11,将上述两溶液分别取等体积，充分混合后，所的溶液中各离子浓度由大到小的顺序是？

8.pH = 5的强酸与pH = 11的强碱溶液混合至pH=7,求酸碱的体积比？

课堂练习1：

1．室温下，在pH=12的某溶液中，由水电离出来的c(OH-)为（）。（A）1.0×10-7 mol·L-1

（B）1.0×10-6 mol·L-1

（C）1.0×10-2 mol·L-1

（D）1.0×10-12 mol·L-1 2．25℃时，某溶液中，由水电离出的c(H+)=1×10-12 mol·L-1，则该溶液的pH可能是（）。（A）12

（B）7

（C）6

（D）2

3．纯水在25℃和80℃时的氢离子浓度，前者和后者的关系是（）。

（A）前者大

（B）相等

（C）前者小

（D）不能肯定

4．某温度下，重水(D2O)的离子积常数为1.6×10-15 若用定义pH一样来规定pD=-lg[D+ ]，则在该温度下，下列叙述正确的是（）。

（A）纯净的重水中，pD=7

（B）1 L溶解有0.01 mol DC1的重水溶液，其pD=2（C）1 L溶解有0.01 mol NaOD的重水溶液，其pD=12

（D）纯净的重水中，[D+ ][OD-]>1.0×10-1 4

5．给蒸馏水中滴入少量盐酸后，下列说法中错误的是（）。

（A）[H+ ][OH-]乘积不变

（B）pH增大了

（C）[OH-]降低了

（D）水电离出的[H+ ]增加了 6．常温下，下列溶液中酸性最弱的是（）。A）pH=4

（B）[H+ ]=1×10-3 mol·L-1

（C）[OH-]=1×10-11 mol·L-1

（D）[H+ ] ·[OH-]= 1×10-1

47．某酸溶液的pH=3，则该酸溶液的物质的量浓度为（）。（A）一定大于0.001 mol·L-1

（B）一定等于0.001 mol·L-1

（C）一定小于0.001 mol·L-1

（D）以上说法均欠妥 8．常温下, 某溶液中水的电离度a=10-10/55.5(%), 该溶液的pH可能是（）。

（A）12

（B）10

（C）4

（D）3 9．在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定少于7的是（）。

（A）pH=3的HNO3跟pH=11的KOH溶液

（B）pH=3的盐酸跟pH=11的氨水

（C）pH=3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 10．下列叙述中，正确的是（）。（A）中和10 mL 0.1mol·L-1 醋酸与中和100 mL 0.01mol·L-1 的醋酸所需同种碱溶液的量不同（B）等体积pH=3的酸溶液pH=11的碱溶液相混合后，溶液的pH=7（C）体积相等, pH相等的盐酸和硫酸溶液中, H+离子的物质的量相等（D）pH=3的甲酸溶液的[H+]与pH=11的氨水溶液的[OH-]相等 11．今有a·盐酸

b·硫酸

c·醋酸三种酸：

（1）在同体积，同pH的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。

（2）在同体积、同浓度的三种酸中，分别加入足量的碳酸钠粉末，在相同条件下产生CO2的体积由大到小的顺序是_________________。（3）物质的量浓度为0.1 mol·L-1的三种酸溶液的pH由大到小的顺序是___________；如果取等体积的0.1 mol·L-1的三种酸溶液，用0.1 mol·L-1的NaOH溶液中和，当恰好完全反应时，消耗NaOH溶液的体积由大到小的顺序是______________（以上均用酸的序号填写）。

12．在25℃时, 有pH=a的盐酸和pH=b的苛性钠溶液，现取VamL盐酸用该苛性钠溶液中和，需VbmL苛性钠溶液。若a+b=13，则Va/Vb=____________。

13．将pH=3的弱酸溶液稀释100倍，该溶液的pH范围为：__________________。

课堂练习1答案：1CD，2AD，3C，4B，5BD，6D，7D，8AC，9D，10CD。11．（1）c>b=a。（2）b>a=c。（3）c>a>b。b>c=a。12．1:10。13．3

—课堂练习2：1．将pH为5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中c(SO42和c(H+)之比约为（）。（A）1:1

（B）1:2

（C）1:10

（D）10:1

2．向VmLBaCl2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）5.05×10-4 mol·L-1

（B）5.05×10-3 mol·L-1

（C）1.01×10-4 mol·L-1

（D）1.01×10-3 mol·L-1

3．在一定温度下，将pH=3的硫酸溶液与pH=9的氨水等体积混合后，恰好完全反应，则在该温度下NH3·H2O的电离度为（）。

（A）2%

（B）1%

（C）0.5%

（D）0.01% 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）1×10-1（B）55.6×107

（C）107

（D）55.6 5．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c1 mol·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c2 mol·L-1，则c1和c2的关系是（）。

（A）c2 =2 c1

（B）c2 >2 c1

（C）c2

1（D）c1 = 2c2

8．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：

2----2---①HA+HC(少量)=A+H2C ②H2B（少量）+2A=B+2HA ③H2B（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_______。

-2-3---2-（2）A、B、C、HB、H2C、HC6种离子中，最易结合质子的是___，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）_______。

-3---2-2---（A）H3C+3A=3HA+C（B）HB+A=HA+B（C）H3C+B=HB+H2C

-3-（4）完成下列反应的离子方程式：（A）H3C+OH（过量）=_______________。（B）（过量）+C=________________。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? 11．在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取VaL该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb L NaOH溶液，填空：（1）若a+b=14，则Va:Vb=____________（填数字）。（2）若a+b=13，则Va:Vb=____________（填数字）。

（3）若a+b>14，则Va:Vb=_____________（填表达式），且Va_________ Vb（填：>、

6、b≥8）。课堂练习2答案：1C，2A，3B，4B，5BC，6A，7B，8B。9．（1）H2B。（2）C3-、HB-。（3）B、C。（4）H3C+3OH-= C3-+3H2O，2HA+C3-=2A-+H2C-。10．（1）pH=1.7；（2）Mr=23；（3）变红色、变无色、变红色。11．（1）1；（2）0.1；（3）10a+b-14，>。

1、常温下，将pH8的NaOH与pH=10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中氢离子浓度最接近

1(110811010)mol(110811010)molLL A.B.C.(110145105)molL

D.21010molL2、pH = 5的强酸与pH = 11的强碱溶液混合至pH=7,求酸碱的体积比？

3、pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液混合，所得溶液的pH=11，则强碱与强酸的体积比是 A、11:1

B、9:1

C、1:11

D、1:94、下列叙述中，正确的是（）。A、中和10 mL 0.1mol·L-1 醋酸与中和100 mL 0.01mol·L-1 的醋酸所需同种碱溶液的量相同 B、中和10 mL Ph=1 醋酸与中和100 mLpH=2的醋酸所需同种碱溶液的量相同

5、在25℃时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液等体积混合。

（1）若a+b=14，则溶液呈

性

（2）若a+b=13，则溶液呈

性（3）若a+b>14，则溶液呈

性6、250C时，10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系是什么？