2021屆高中化學(xué)同步選擇性必修第一冊 第3章 微專題4 pH的計算學(xué)案

這是一份2021屆高中化學(xué)同步選擇性必修第一冊 第3章 微專題4 pH的計算學(xué)案，共4頁。
微專題4　pH的計算1．單一溶液pH的計算溶液類型相關(guān)計算強(qiáng)酸HnA溶液(濃度為c mol·L－1)①c(H＋)＝nc mol·L－1；②pH＝－lg c(H＋)＝－lg nc強(qiáng)堿B(OH)n溶液(濃度為c mol·L－1)①c(OH－)＝nc mol·L－1；②c(H＋)＝＝ mol·L－1；③pH＝－lg c(H＋)＝14＋lg nc 2.混合溶液pH的計算溶液類型相關(guān)計算強(qiáng)酸混合→c混(H＋)＝→pH強(qiáng)堿混合→c混(OH－)＝→c(H＋)＝→pH強(qiáng)酸強(qiáng)堿混合中性由n(H＋)＝n(OH－)判斷溶液顯中性，pH＝7(常溫)酸性c混(H＋)＝→pH堿性c混(OH－)＝→c混(H＋)＝→pH 1．(1)常溫下，有0.01 mol·L－1的三種溶液：a．HCl　b．NaOH　c．NaHSO4解答下列問題：①三種溶液中水電離的c(H＋)＝___________________________________________________。②三種溶液的pH分別是：a.__________，b._________________，c．__________。(2)25 ℃某溶液由水電離出的c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，請?zhí)骄吭撊芤旱?/span>pH可能是________。答案　(1)①1×10－12 mol·L－1②2　12　2(2)2或12解析　(1)①相同濃度的氫離子和氫氧根離子對水的抑制程度相同，NaHSO4===Na＋＋H＋＋SO，0.01 mol·L－1的NaHSO4溶液中c(H＋)＝0.01 mol·L－1，水電離的氫離子濃度等于溶液中的氫氧根離子濃度，c(H＋)水＝c(OH－)＝＝ mol·L－1＝1×10－12mol·L－1。②a.pH＝－lg c(H＋)＝－lg 0.01＝2；b．0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－12mol·L－1，pH＝－lg(1×10－12)＝12。(2)25 ℃時，c水(H＋)＝1×10－12mol·L－1<1×10－7mol·L－1，說明水的電離受到抑制，可能為酸性溶液，也可能為堿性溶液。水電離出的c水(H＋)一定等于水電離出的c水(OH－)，均為1×10－12mol·L－1。若為酸性溶液，溶液中的c(OH－)全都由水電離，則c(H＋)＝＝ mol·L－1＝1×10－2mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2；若為堿性溶液，溶液中的c(H＋)全由水電離，c(H＋)＝1×10－12mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝12。2．(1)常溫下，pH均為2的稀鹽酸與稀硫酸等體積混合后，pH＝______。(2)常溫下pH均為3的稀鹽酸與醋酸等體積混合后，pH＝______。(3)常溫下，將pH＝8和pH＝10的兩種強(qiáng)堿溶液等體積混合，溶液的pH是_______(已知lg 2＝0.3)。答案　(1)2　(2)3　(3)9.7解析　(3)由于兩種溶液均為強(qiáng)堿溶液，故應(yīng)先求溶液中的c(OH－)，再求c(H＋)和pH。設(shè)混合前兩種強(qiáng)堿溶液的體積均為V L，混合后c(OH－)＝ mol·L－1≈5×10－5 mol·L－1，故c(H＋)＝ mol·L－1＝2×10－10 mol·L－1，pH＝－lg (2×10－10)≈9.7。3．25 ℃時，稀溶液混合后的體積可認(rèn)為是二者體積之和，根據(jù)要求進(jìn)行有關(guān)pH的計算。(1)0.1 mol·L－1的鹽酸和0.05 mol·L－1的氫氧化鋇溶液等體積混合后pH為________。(2)pH＝12的NaOH溶液和pH＝4的HCl溶液等體積混合，pH為________。(3)將pH＝9的NaOH溶液與pH＝4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH＝5，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________。(4)常溫下，若1體積硫酸與2體積pH＝11的氫氧化鈉溶液混合后的溶液的pH＝3(混合后體積變化不計)，則二者物質(zhì)的量濃度之比應(yīng)為________。答案　(1)7　(2)11.7　(3)9∶2　(4)5∶2解析　(1)0.1 mol·L－1的鹽酸中c(H＋)＝0.1 mol·L－1 , 0.05 mol·L－1的氫氧化鋇溶液中c(OH－)＝0.1 mol·L－1，因而二者等體積混合，恰好反應(yīng)，溶液呈中性，pH＝7。(2)設(shè)溶液體積均為V L，pH＝12的NaOH中n(OH－)＝cV＝10－2mol·L－1×V L＝10－2V mol，pH＝4的HCl中n(H＋)＝cV＝10－4mol·L－1×V L＝10－4V mol，故混合后NaOH過量，故溶液中c(OH－)＝≈5×10－3mol·L－1，則c(H＋)＝mol·L－1＝2×10－12mol·L－1，故pH＝－lg(2×10－12)＝12－lg 2≈11.7。(3)設(shè)NaOH的體積為Vb L，H2SO4的體積為Va L，pH＝9的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－5mol·L－1，pH＝4的H2SO4溶液中c(H＋)＝1×10－4mol·L－1。由于二者混合后c(H＋)＝1×10－5mol·L－1，則酸過量，＝1×10－5方程兩邊都除以10－5，則10 Va－Vb＝Va＋Vb解得＝。(4)H2SO4＋2NaOH===Na2SO4＋2H2O，設(shè)硫酸的物質(zhì)的量濃度為c mol·L－1，體積為V L，氫氧化鈉溶液的濃度為10－3 mol·L－1，體積為2V L，混合后pH＝3，即c(H＋)＝ mol·L－1＝10－3 mol·L－1，解得c＝×10－3 mol·L－1，則二者物質(zhì)的量濃度之比應(yīng)為5∶2。4．在25 ℃時，有pH為a的HCl溶液和pH為b的NaOH溶液，取Va L該HCl溶液用該NaOH溶液中和，需 Vb L NaOH溶液。請回答下列問題：(1)若a＋b＝14，則Va∶Vb＝________。(2)若a＋b＝13，則Va∶Vb＝________。(3)若a＋b>14，則Va∶Vb＝________，且Va________(填“>”“<”或“＝”)Vb。答案　(1)1∶1　(2)1∶10　(3)10a＋b－14　>解析　發(fā)生中和反應(yīng)時：n(H＋)＝n(OH－)，即10－a×Va＝×Vb；Va∶Vb＝10a＋b－14；a＋b＝14時，Va∶Vb＝1；a＋b＝13時，Va∶Vb＝1∶10；a＋b>14時，Va∶Vb＝10a＋b－14>1，且Va>Vb。5．某溫度(t ℃)時，水的離子積Kw＝1×10－12。請完成下列問題：(1)將此溫度下pH＝11的NaOH溶液與pH＝1的HCl溶液等體積混合，混合后溶液的pH＝________。(2)將此溫度下pH＝11的NaOH溶液a L與pH＝1的H2SO4溶液b L混合：①若所得混合溶液呈中性，則a∶b＝________；②若所得混合溶液的pH＝2，則a∶b＝________。答案　(1)6　(2)①1∶1　②9∶11解析　(1)此溫度下pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－1 mol·L－1，pH＝1的HCl溶液中c(H＋)＝1×10－1 mol·L－1，所以兩溶液等體積混合后應(yīng)恰好完全反應(yīng)，則混合后溶液的pH＝6。(2)①若所得混合溶液呈中性，則0.1 mol·L－1×a L＝0.1 mol·L－1×b L，所以a∶b＝1∶1；②若所得混合溶液的pH＝2，則混合后c(H＋)＝0.01 mol·L－1，則＝0.01 mol·L－1，即：＝0.01 mol·L－1，得a∶b＝9∶11。