专题：pH计算和离子浓度大小比较鲁科版 选修 化学反应原理复习

有关溶液PH的计算【教学内容】PH的应用【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

【内容】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.求强碱溶液的PH例1：求LNaOH溶液的PH 解:C(H+)=1×10-13mol/LPH=-lg10-13=13例2：求LBa(OH)2溶液的PH 解:C(H+)=5×10-14mol/LPH=-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：LHCl与LHCl混合，求该混合溶液的PH值。C(H+)=×+×mol/+L=LPH=×10-1=1-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+)=×V+×V)mol/2VL=lPH=×10-2=2-=(2)求强碱与强碱混合溶液的PH例1：LNaOH与LBa(OH)2混合，求该混合溶液的PH值。解：C(OH_)=×+××2)mol/+L=LC(H+)=3×10-14mol/LPH=-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。解:C(HO-)=×V+×V)mol/2VL=lC(H+)=1。98×10-13mol/LPH=-lg1。98×10-13=13-lg1。98=12。7(3)求强酸与强碱混合溶液的PH例1：LHCl与LNaOH混合，求该混合溶液的PH值。解：n(H+)=1×10-3moln(OH_)=mol余:C(OH-)=C(H+)=1×10-10mol/LPH=1×10-10=10例2：将PH=6的HCl和PH=10的NaOH溶液等体积混合，求该混合溶液的PH值。解:C(H+)=1×10-6mol/Ln(H+)=1×10-6Vmoln(OH-)=1×10-4Vmol故余约n(OH-)=1×10-4VmolC(OH-)=5×10-5mol/LC(H+)=2×10-10mol/LPH=-lg2×10-10=10-lg2小结:强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算混合物质两种溶液pH关系混合后溶液pHA、B均为酸pHA<pHBpHA+A、B均为碱pHA<pHBA是酸、B是碱pHA+pHB=147pHA+pHB<14(酸剩余)pHA+pHA+pHB>14(酸剩余)注意：酸碱溶液的pH之差必须≥2，否则误差较大值变化C(H+)变化例：某盐酸溶液，欲PH值增1或减1，问C(H+)怎样变化？结论：强酸溶液，PH值每增加1个单位，C(H+)变为原浓度的1/10倍；

PH值每减少1个单位，C(H+)变为原浓度的10倍5.强酸、强碱的稀释及过度稀释的PH计算例1.在10mL10-4mol/LHCl溶液中加水至100mL时，溶液的PH值是____5_______；若加水至105mL时，溶液的PH值___PH→7但略小于7_例2.在10mLPH=10的NaOH溶液中加水至1000mL时，溶液的PH值是____8_______；若加水至106mL时，溶液的PH值________PH→7但略大于7思考：比较下列各组酸稀释后的PH大小:均为1的盐酸和硫酸用蒸馏水稀释相同倍数,则前PH___后PH2.浓度均为1mol/L的盐酸和硫酸用蒸馏水稀释相同倍数,则前PH____后PH均为1的盐酸和醋酸用蒸馏水稀释相同倍数,则前PH___后PH4.浓度均为1mol/L的盐酸和醋酸用蒸馏水稀释相同倍数,则前PH____后PH综合计算举例：例125℃时，将某强酸和某强碱溶液按1∶10的体积比混合后溶液恰好中性，则混合前此强酸与强碱溶液的pH之和是.13C解析由H++OH-H2O，溶液呈中性，则n(H+)=n(OH-)，即c(H+)酸·1=c(OH-)碱·10，将c(OH-)碱=代入并整理得pH酸+pH碱=13。本题正确答案为B。

*例2若室温时，VaLpH=a的CH3COOH溶液与VbLpH=6的NaOH溶液混合，恰好完全反应，则该CH3COOH的电离度（1）当=1时，=______；（2）当=10时，______；（3）当=时，=______。解析设CH3COOH的浓度为cmol/L。pH=a的CH3COOH中c(H+)=10-amol/L;pH=b的NaOH溶液中c(OH-)=10(b-14)mol/L。因恰好反应，则有Va×c=Vb×10(b-14)，即c=×10b-14。=×100%=×10（14-a-b）×100%讨论：（1）当=1时，代入上式即得=10(16-a-b)%；（2）当=10时，代入上式即得=10（17-a-b）%；（3）当=时，代入上式即得=10（15-a-b）%例3有两瓶pH=12的碱溶液，一瓶是强碱，一瓶是弱碱。现有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水而无其它试剂。简述如何用简便的方法判断哪瓶是强碱。解析利用加水稀释过程中，强电解质和弱电解质溶液中离子浓度的变化程度不同这一特点可解决问题。稀释过程中，因弱电解质继续电离，所以在稀释相同倍数时，强电解质溶液中离子浓度的减小程度明显大于弱电解质。本题正确答案为：各取等体积碱液少许，加水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸检验，pH变化大的为强碱溶液。溶液中离子浓度的比较1、离子浓度大小的比较规律（1）多元弱酸溶液，根据多步电离分析。H3(PO4)3溶液中：c(H+)>c(H2PO4-)>c(HPO42-)>c(PO43-)（2）多元弱酸的正盐溶液根据弱酸根离子分步水解分析。Na2CO3溶液中：c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)（3）不同溶液中同一离子浓度的比较，要看溶液中其他离子对其影响的因素。【练习1】在相同物质的量浓度的下列溶液中：①NH4Cl②CH3COONH4③NH4HSO4,c(NH4+)由大到小的顺序是：【练习2】在mol/l的NH3·H2O溶液中，下列关系正确的是A．C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)B．C(NH4+)＞C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(H+)C．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＝C(OH-)＞C(H+)D．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)2、两种守恒（1）电荷守恒:指电解质溶液中阳离子所带正电荷总数等于阴离子所带负电荷总数;如NaHCO3溶液中：方法：找出溶液中所有的阴阳离子，阳离子的浓度之和等于阴离子的浓度之和，需要注意的是离子浓度的系数是离子本身所带的电荷数的绝对值。n(Na+)＋n(H+)＝n(HCO3-)＋2n(CO32-)＋n(OH-)推出：[Na+]＋[H+]＝[HCO3-]＋2[CO32-]＋[OH-]（2）物料守恒:电解质溶液中由于电离或水解因素，离子会发生变化变成其它离子或分子等，但离子或分子中某种特定元素的原子的总数是不会改变的。方法：找到该物质中非氢非氧的两种元素，看他们满足的比例关系，然后找到这两种元素在溶液中的所有存在形式，让所有存在形式之和满足固定的比例。对应浓度的系数为该原子在这种离子中的原子个数。如NaHCO3溶液中n(Na+)：n(c)＝1：1，推出：c(Na+)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋c(H2CO3)（3）质子守恒：根据溶液中由水电离出的H+与OH-的浓度相等如：Na2CO3溶液显碱性，由水电离产生的H+与OH-的浓度相等，由水电离产生的H+有三种存在形式：H+、HCO3-、H2CO3所以有c(OH-)＝c(HCO3-)＋c(CO32-)＋2c(H2CO3)题型一：单一溶液中离子浓度的大小比较【例1】在氯化铵溶液中，下列关系式正确的是A．C(Cl-)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)B．C(NH4+)＞C(Cl-)＞C(H+)＞CC(OH-)C．C(Cl-)＝C(NH4+)＞C(H+)＝C(OH-)D．C(NH4+)＝C(Cl-)＞C(H+)＞C(OH-)【例2】在mol/l的NH3·H2O溶液中，下列关系正确的是A．C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(NH4+)＞C(H+)B．C(NH4+)＞C(NH3·H2O)＞C(OH-)＞C(H+)C．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＝C(OH-)＞C(H+)D．C(NH3·H2O)＞C(NH4+)＞C(H+)＞C(OH-)题型二：混合溶液中离子浓度的大小比较【例3】把／LCH3COOH溶液和LNaOH溶液等体积混合，则混合溶液中微粒浓度关系正确的是（）

Ａ．C(CH3COO-)＞C(Na+)Ｂ．C(CH3COOH)＞C(CH3COO-)

Ｃ.2C(H+)＝C(CH3COO-)－C(CH3COOH)Ｄ．C(CH3COOH)+C(CH3COO-)=【例4】用物质的量都是mol的CH3COOH和CH3COONa配制成1L混合溶液，已知其中C(CH3COO-)＞C(Na+)，对该混合溶液的下列判断正确的是()(H+)＞C(OH-)(CH3COOH)＋C(CH3COO-)＝mol/L(CH3COOH)＞C(CH3COO-)(CH3COO-)＋C(OH-)＝mol/L【练习3】现有NH4Cl和氨水组成的混合溶液C(填“>”、“<”或“=”)①若溶液的pH=7，则该溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；②若溶液的pH>7，则该溶液中C(NH4＋)C(Cl－)；③若C(NH4＋)<C(Cl－)，则溶液的pH7。随堂练习：1.下列溶液中有关物质的量浓度关系正确的是（）A．pH=2的HA溶液与pH=12的MOH溶液任意比混合：c(H+)+c(M+)==c(OH-)+c(A-B．pH相等的CH3COONa、NaOH和Na2CO3三种溶液：c(NaOH)＜c(CH3COONa)＜c(Na2CO3)C．物质的量浓度相等CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合：c(CH3COO-)+2c(OH-)==2c(H+)+c(CH3COOH)D．·L-1的NaHA溶液，其pH=4：c(HA-)＞c(H+)＞c(H2A)＞c(A2-)解析：选项A中根据电荷守恒，此关系式正确；选项B中pH相等，溶液中的c(OH－)相等，根据酸性越弱，水解越强，所以溶液中c(Na2CO3)＜c(CH3COONa)；选项C中根据电荷守恒得：c(H＋)＋c(Na＋)=c(OH－)＋c(CH3COO－)……①，由于c(CH3COOH)＝c(CH3COONa)，且它们等体积混合，由原子守恒得：2c(Na＋)=c(CH3COO－)＋c(CH3COOH)……②，将①×2－②得：c(CH3COO-)+2c(OH-)=2c(H+)+c(CH3COOH)；选项D中NaHA溶液的pH＝4，溶液呈酸性，即c(H＋)＞c(OH－)，同时也可以判断HA－以电离为主，所以离子浓度的大小顺序是：c(HA－)＞c(A2－)＞c(H＋)＞c(H2A)。答案：A、C。2.向三份，LCH3COONa溶液中分别加入少量NH4NO3、Na2SO3、FeCl3固体（忽略溶液体积变化），则CH3COO-浓度的变化依次为（）A．减小、增大、减小 B．增大、减小、减小C．减小、增大、增大 D．增大、减小、增大解析：CH3COONa为强碱弱酸盐水解后溶液呈碱性，NH4NO3和FeCl3为强酸弱碱盐水解后溶液呈酸性，因此，这两种盐能促进CH3COONa的水解，溶液中的CH3COO－减小；Na2SO3为强碱弱酸盐，水解后溶液呈碱性，抑制CH3COONa的水解，溶液中的CH3COO－浓度增大。答案：A。3.盐酸、醋酸和碳酸氢钠是生活中常见的物质。下列表述正确的是（）A．在NaHCO3溶液中加入与其等物质的量的NaOH，溶液中的阴离子只有CO和OH-B．NaHCO3溶液中：c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)C．10·L-1CH3COOH溶液加入等物质的量的NaOH后，溶液中离子的浓度由大到小的顺序是：c(Na+)＞c(CH3COO-)＞c（OH-）＞c(H+)D．中和体积与pH都相同的HCl溶液和CH3COOH溶液