资源简介

(共36张PPT)
选择性必修1(人教版2019)
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
溶液PH的计算与判断
突破点1:混合溶液pH的计算与判断
重难归纳
1.两种强酸溶液混合。
设两溶液的体积分别是V1、V2,
2.两种强碱溶液混合。
设两溶液的体积分别是V1、V2,
3.强酸与强碱混合。
(1)若酸碱恰好中和,pH=7。
(3)若碱过量:
典例剖析
室温下,将x mL pH=a的稀NaOH溶液与y mL pH=b的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是(　　)。
A.若x=y,且a+b=14,则pH>7
B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7
C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7
D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7
答案:D
【拓展延伸1】 若上题中充分反应后,溶液为中性,x、y、a、b的关系式为　　　　　　　　　　　　　。
答案:x×10-14+a=y×10-b(或 =1014-a-b)
【拓展延伸2】常温时，pH＝2的溶液与pH＝12的溶液等体积混合后，混合液的pH一定等于7吗？
[提示]不一定。
如果一种是强酸，另一种是强碱，则混合后呈中性，pH＝7；
如果一种是强酸，另一种是弱碱，则混合后碱过量，混合液呈碱性，pH>7；如果一种是弱酸，另一种是强碱，则混合后酸过量，混合液呈酸性，pH<7。
[提示]不一样多。因为NaOH为强碱，稀释时c(OH－)与溶液体积成反比，即稀释10倍就可以使pH从13变为12；而NH3·H2O为弱碱，在稀释时，随着水的加入，不仅使c(OH－)减小，而且影响氨水的电离平衡，从而使c(OH－)不是成倍数地减少，即氨水pH从13变为12，要稀释10倍以上。
【拓展延伸3】等体积pH都为13的NaOH和NH3·H2O溶液，加水稀释到pH都为12，所需水的体积一样多吗？
方法归纳
中和反应后溶液pH的判定思路。
(1)酸与碱的pH之和为14,等体积混合。
规律:谁弱谁过量,谁弱显谁性。
(2)等体积强酸(pH1)和强碱(pH2)混合。
[例](1)某温度时，测得0.01 mol·L－1 NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积常数Kw＝________。
(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的硫酸Vb L混合。
①若所得混合溶液为中性，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
②若所得混合溶液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。
答案：(1)1×10－13　(2)①1∶10　②1∶9
[提升1]现有温度相同,pH=a和pH=b的两种NaOH溶液,已知b=a+2,将两种溶液等体积混合后,所得溶液的pH接近于(　　)。
A.a-lg 2 B.b-lg 2 C.a+lg 2 D.b+lg 2
答案:B
解析:pH=a的NaOH溶液,c(H+)=10-a mol·L-1,c(OH-)=10a-14 mol·L-1;pH=b的NaOH溶液,c(H+)=10-b mol·L-1,c(OH-)=10b-14 mol·L-1;而溶液等体积混合后:
[提升2]常温下,取x L pH=a的HCl溶液,用pH=b的NaOH溶液恰好完全中和,需y L NaOH溶液。
(1)若a+b=14,则x∶y=　　　。
(2)若a+b=13,则x∶y=　　　。
(3)若a+b>14,则x∶y=　　　,且x　　　(填“>”“<”或“=”)y。
答案:(1)1　(2)　 (3)10a+b-14　>
【提升3】已知水在25 ℃和100 ℃时，其电离平衡曲线如图所示：
(1)100 ℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”)，理由是___________。
提示：温度升高，促进水的电离，水的离子积增大，水中H＋的浓度、OH－的浓度都增大，水的pH减小，但水仍呈中性。结合题图中A、B曲线变化情况及H＋的浓度、OH－的浓度可以判断100 ℃时水的电离平衡曲线为B。
(2)25 ℃时，将pH＝9的NaOH溶液与pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积之比为______。
提示：25 ℃时所得混合溶液的pH＝7，溶液呈中性，即酸碱恰好完全中和，即n(H＋)＝n(OH－)，V(NaOH)×10－5 mol·L－1＝V(H2SO4)×10－4 mol·L－1，V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1。
(3)100 ℃时，若100体积pH1＝a的某强酸溶液与1体积pH2＝b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系式为________________(用含a、b的式子表示)。
提示：要注意100 ℃时，水的离子积为10－12，即c(H＋)·c(OH－)＝10－12。根据100 ℃时混合后溶液呈中性知，100×10－a＝1×10b－12，即10－a＋2＝10b－12，a＋b＝14。
【提升4】室温下,有pH为12的NaOH溶液100 mL,如果在忽略溶液混合时的体积变化下将其pH降为11,则:
(1)若用蒸馏水,应加入　　　　 mL;
(2)若用pH=10的NaOH溶液,应加入　　　　 mL;
(3)若用pH=2的盐酸,应加入　　 mL;
(4)若用0.01 mol·L-1硫酸,应加入　　　　 mL。
答案:(1)900　(2)1 000 (3)81.8　(4)42.86
突破点2:酸、碱溶液稀释的定量分析
重难归纳
1.常温下,a、b为pH相等的NaOH溶液和氨水,c、d为pH相等的盐酸和醋酸。对于该图像,要深刻理解以下4点:
(1)对于pH=y的强酸溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就增大n个单位,即pH=y+n;对于pH=y的弱酸溶液来说,体积每增大10n倍,pH增大不足n个单位,即pH(2)对于pH=x的强碱溶液稀释时,体积每增大10n倍,pH就减小n个单位,即pH=x-n;对于pH=x的弱碱溶液来说,体积每增大10n倍,pH减小不足n个单位,即pH>x-n;无论怎样稀释,碱溶液的pH不能等于或小于7,只能趋近于7。
(3)加水稀释至原体积的相同倍数后,溶液pH的大小:氨水>NaOH溶液,盐酸>醋酸。
(4)若稀释后溶液的pH仍然相等,则加水量:氨水>NaOH溶液,醋酸>盐酸。
2.体积相同、浓度相同的盐酸与醋酸加水。稀释图像如图所示。
典例剖析
某温度下,相同pH的盐酸和醋酸分别加水稀释,pH随溶液体积变化的曲线如图所示。据图判断正确的是(　　)。
A.Ⅱ为盐酸稀释时pH变化曲线
B.N点溶液的导电性比P点溶液的导电性强
C.M点KW的数值比P点KW的数值大
D.N点酸溶液的总浓度大于M点酸溶液的
总浓度
答案:B
解析:由图示稀释至原体积的相同倍数,pH变化大的是盐酸,故Ⅰ为盐酸稀释时pH变化曲线,A项错误;N点比P点pH小,故N点c(H+)大,溶液中离子浓度N>P,溶液导电性N>P,B项正确;温度不变,KW不变,C项错误;相同pH的盐酸和醋酸,醋酸浓度远大于盐酸浓度,稀释至原体积的相同倍数时,醋酸(Ⅱ)浓度大于盐酸(Ⅰ)浓度,D项错误。
②强碱、弱碱溶液的稀释：
酸碱溶液稀释时pH的变化可用数轴表示。
①强酸、弱酸溶液的稀释：
酸(或碱)溶液稀释后pH的计算及大小比较
方法归纳
③酸、碱溶液稀释时pH的变化趋势：
对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数，强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大(如下图所示)。这是因为强酸(或强碱)已完全电离，随着加水稀释，溶液中H＋(或OH－)物质的量(水电离的除外)不会增多，而弱酸(或弱碱)随着加水稀释，电离程度增大，H＋(或OH－)物质的量会不断增多。
(4)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸稀释相同倍数,强酸pH变化程度比弱酸大(强碱和弱碱类似)。
[点拨]对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液，虽然起始时溶液pH不同，但若稀释相同倍数，仍是强酸(或强碱)pH的变化幅度大。
【例】常温下，关于溶液稀释的说法正确的是 (　　)
A．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，pH＝13
B．pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，pH＝5
C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1
D．pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH＝6
A　
【提升1】 (双选)pH=2的A、B两种酸溶液各1 mL,分别加水稀释到1 000 mL,其中pH与溶液体积V的关系如图所示。下列说法正确的是(　　)。
A.A、B两酸溶液的物质的量浓度一定相等
B.稀释后,B酸溶液的酸性比A酸溶液的酸性强
C.a=5时,A是强酸,B是弱酸
D.一定有关系:2解析:由图像可知,稀释过程中两种酸的pH增大程度不同,说明两种酸的强弱不同,故pH=2的两种酸的浓度一定不同,A项错误;稀释后A溶液的pH大于B溶液的pH,则A酸溶液中c(H+)小于B酸溶液中c(H+),A酸溶液的酸性比B酸溶液的酸性弱,B项正确;a=5时,pH=2的A酸溶液由1 mL稀释至1 000 mL,pH增加3,故A酸一定是强酸,pH=2的B酸溶液由1 mL稀释至1 000 mL后,pH<5,说明B酸溶液中存在电离平衡,则B酸是弱酸,C项正确;若A、B酸都是弱酸,由1 mL稀释至1 000 mL后,A、B两酸溶液pH均要增大,而增加的值均小于3,有2BC
[提升2]有关常温下pH均为3的H2SO4溶液和CH3COOH溶液的说法正确的是(　)
A.分别加水稀释至原体积的100倍后,H2SO4溶液的pH变化比CH3COOH溶液小
B.两种溶液中,由水电离出的c(H+)均为1×10-11 mol·L-1
C.与pH=11的NaOH溶液等体积混合后,都恰好中和
D.分别加入足量锌片充分反应后,两溶液中产生的氢气的量一样多
答案:B
解析:稀释至原体积的100倍后,H2SO4溶液pH为5,CH3COOH溶液pH<5,A项错误;与CH3COOH溶液反应时,CH3COOH过量,C项错误;未指明溶液体积,产生H2的量不确定,D项错误。
【提升3】某化学学习小组为研究HA、HB和MOH的酸碱性的相对强弱，设计以下实验：将pH＝2的两种酸溶液HA、HB和pH＝12的MOH碱溶液各1 mL，分别加水稀释到1 000 mL，其pH的变化与溶液体积的关系如图，根据所给的数据，请回答下列问题：
(1)HA为________酸，HB为________酸(填“强”或“弱”)。
(2)若c＝9，则将pH＝2的HB与pH＝12的MOH等体积混合后，溶液呈________(填“酸”“碱”或“中”)性。
强
弱
酸
解析：(1)将pH＝2的酸溶液稀释1 000倍，强酸溶液稀释后溶液pH为5，弱酸溶液稀释过程中促进弱酸电离，稀释后溶液pH小于5，由图可知，HA是强酸、HB是弱酸；
(2)将pH＝12的碱溶液稀释1 000倍，强碱溶液稀释后溶液pH为9，若c＝9，由图可知MOH是强碱，将pH＝2的弱酸HB与pH＝12的强碱MOH等体积混合时，弱酸HB溶液过量，溶液呈酸性；
(3)若c＝9，稀释后的三种溶液中，由水电离的氢离子浓度的大小顺序为______________ (用酸、碱化学式表示)。
(4)常温下，取pH＝2的HA、HB各100 mL，向其中分别加入适量的Zn粒，反应后两溶液的pH均变为4，设HA中加入的Zn质量为m1，HB中加入的Zn质量为m2，则m1________m2(选填“<”“＝”或“>”)。
(5)若b＋c＝14，则MOH为________碱(选填“强”或“弱”)。将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，所得混合溶液的pH________7(选填“大于”“小于”或“等于”)。
MOH＝HA>HB
<
弱
等于
解析： (3)酸和碱在溶液中电离出的氢离子和氢氧根离子都抑制水的电离，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度越大，抑制程度越大，水电离出氢离子浓度和氢氧根离子浓度越小，由图可知，稀释后的溶液中，HB溶液中氢离子浓度大于HA溶液，HA溶液中氢离子浓度等于MOH溶液中氢氧根离子浓度，则抑制程度为MOH＝HAHB；
(4)向pH＝2的强酸HA溶液和弱酸HB溶液中分别加入适量的锌粒，反应过程中HB溶液中的电离平衡被破坏，能继续电离出氢离子，若反应后溶液pH都为4，HA溶液中参加反应的氢离子物质的量小于HB溶液，则与HA溶液反应的锌质量小于HB溶液；
(5)由图可知，b<5，b＋c＝14说明稀释后HB溶液中的氢离子浓度等于MOH溶液中的氢氧根离子浓度，酸和碱的电离程度相同，则c>9，MOH为弱碱，将稀释后的HB溶液和MOH溶液取等体积混合，酸和碱恰好完全反应生成弱酸弱碱盐MB，M离子和B离子在溶液中的水解程度相同，溶液呈中性，溶液pH等于7。

展开更多......

收起↑