高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH第二课时学案及答案

这是一份高中化学人教版 (2019)选择性必修1第二节 水的电离和溶液的pH第二课时学案及答案，共7页。

1．学会pH的简单计算。
2．能对混合溶液进行pH的计算。
3．了解溶液稀释时pH变化的规律和pH的计算。
图说考点
必备基础——自学·尝试
[新知预习]
一、溶液pH的基本计算
1．定义式法
pH＝－lgc(H＋)
如c(H＋)＝2×10－3 ml·L－1的盐酸，其pH为：
pH＝10－3)＝________
2．Kw换算法(常温下)
Kw＝c(H＋)·c(OH－)
则c(H＋)＝
如c(OH－)＝0.01 ml·L－1的NaOH溶液，其pH为：c(H＋)＝＝1×10－12
则pH＝1×10－12)＝12
3．pH→c(H＋)或c(OH－)的求算法
pH＝－lg c(H＋)→c(H＋)＝________ ml·L－1，c(OH－)＝________ ml·L－1。
如pH为5的硫酸溶液中
c(H＋)＝________ ml·L－1＝10－5 ml·L－1
pH为9的Ba(OH)2溶液中
c(OH－)＝________ ml·L－1＝ ml·L－1
二、溶液pH的计算原则
酸性溶液：求c(H＋)→求pH的值；
碱性溶液：求c(OH－)求c(H＋)→求pH值。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”
(1)室温下pH＝12的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－12 ml·L－1，即水电离产生的c(OH－)＝c(H＋)＝10－12 ml·L－1。( )
(2)室温下pH＝5的盐酸和pH＝9的氢氧化钠溶液以体积比1∶1混合，则混合液显中性。( )
(3)25 ℃将pH＝4的HCl溶液加水稀释100 000倍后，溶液pH＝9。( )
(4)25 ℃，体积为V1的强酸与体积为V2的强碱混合后，溶液呈中性，则混合前pH酸、pH碱的关系为pH酸＋pH碱＝14＋lg。( )
(5)室温下，将pH＝10的NaOH溶液与pH＝12的NaOH溶液等体积混合，混合液中的c(H＋)＝(10－10＋10－12)ml·L－1。( )
(6)要使醋酸的pH由4变到6，需加水释释100倍。( )
2．室温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2的体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为( )
A．0.01 ml·L－1 B．0.017 ml·L－1
C．0.05 ml·L－1 D．0.06 ml·L－1
3．下列溶液均在室温下
(1)pH＝2的稀H2SO4中c(H＋)＝________，c(H2SO4)＝________ ml·L－1。
(2)pH＝10的KOH溶液中c(OH－)＝________ ml·L－1。
(3)0.01 ml·L－1 H2SO4溶液的pH＝________。
(4)0.01 ml·L－1 Ba(OH)2溶液的pH＝________。
4．计算下列溶液的pH。
(1)pH＝2的盐酸加水稀释10倍，其pH为________。
(2)pH＝3的H2SO4加水稀释10倍，其pH为________。
(3)pH＝2的CH3COOH加水稀释10倍，其pH范围为________________。
(4)pH＝11的NaOH溶液加水稀释10倍，其pH为________________。
(5)pH＝12的Ba(OH)2溶液加水稀释10倍，其pH为________________。
(6)pH＝11的NH3·H2O加水稀释10倍，其pH范围为________________。
核心素养——探究·分享
提升点一 酸碱溶液混合后pH计算
例1 室温下，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
状元随笔 碱混合计算pH时，不能用溶液中的c(H＋)相加，因为H＋来自水的电离，两溶液混合后，各自水的电离平衡发生了移动，c(H＋)发生了变化。
[提升1] 室温时，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
状元随笔 强酸强碱混合计算规律：
(1)若等体积混合pH1＋pH2＝14，则溶液显中性pH＝7
pH1＋pH2≥15，溶液显碱性pH＝pH2－0.3
pH1＋pH2≤13，则溶液显酸性pH＝pH1＋0.3
(2)若混合后呈中性
pH1＋pH2＝14，＝，pH1＋pH2≠14
＝
关键能力
酸碱混合后溶液pH的计算方法
1．强酸与强酸混合
c(H＋)混＝，然后再求pH。
2．强碱与强碱混合
先计算：
c(OH－)混＝，
再求c(H＋)混＝，最后求pH。
3．强酸与强碱混合
(1)恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。
(2)酸过量：
先求c(H＋)余
＝，再求pH。
(3)碱过量：
先求c(OH－)余
＝，
再求c(H＋)＝，然后求pH。
状元随笔 凡是单一酸溶液、酸酸混合液，酸碱混合酸过量时，均直接求c(H＋)，再求pH。
单一碱溶液，碱碱混合溶液，酸碱混合碱过量时必须先求c(OH－)再求c(H＋)后求pH。
提升点二 酸碱溶液稀释后pH计算
例2 室温下，下列溶液与1.0×10－5 ml·L－1的NaOH溶液的pH相同的是( )
A．把pH＝6的盐酸稀释1 000倍
B．把pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍
C．把pH＝8的NaOH溶液稀释10倍
D．把pH＝12的氨水稀释100倍
状元随笔 弱碱、弱酸稀释过程中，电离程度变大，H＋或OH－数目增多，浓度改变相对较小
[提升2] 常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是( )
A．pH＝3的醋酸溶液稀释100倍，pH＝5
B．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 ml·L－1
C．将1 L 0.1 ml·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13
D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6
状元随笔 弱酸、弱碱溶液加水稀释时，平衡发生移动，不能得到具体数值，只能确定其pH范围。
关键能力
酸或碱稀释后溶液pH的计算
状元随笔 强酸、强碱稀释时，当它们的浓度小于10－5 ml·L－1时应当考虑水的电离，所以无限稀释时，pH接近于7。
素养形成——自测·自评
1．在①、②、③、④四条曲线中，能正确表示将一定浓度的NaOH溶液加水稀释，其pH与加水的体积(V)的关系是( )
A．① B．②
C．③ D．④
2．常温下，向pH＝2的硫酸溶液中加入等体积的下列溶液后，滴入石蕊试液，出现红色，该溶液可能是( )
A．pH＝12的Ba(OH)2溶液
B．pH＝12的氨水
C．0.05 ml·L－1 NaOH溶液
D．0.05 ml·L－1 BaCl2溶液
3．常温下，pH＝12的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液按一定比例混合，所得溶液pH＝2，则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为( )
A．1∶9 B．2∶9
C．9∶2 D．10∶1
4．常温下某强酸溶液pH＝a，某强碱溶液pH＝b，已知a＋b＝12，酸碱溶液混合后pH＝7，则酸溶液体积V酸和碱溶液体积V碱的正确关系为( )
A．V碱＝V酸 B．V碱＝10V酸
C．V碱＝100V酸 D．V碱＝1000V酸
5．(1)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释10倍，溶液的pH分别变成m和n，则m与n的关系为________。
(2)体积相同，浓度均为0.2 ml·L－1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
(3)体积相同，pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成3，则m与n的关系为________。
练后感悟
1．溶液pH计算中“酸按酸、碱按碱、酸碱混合看过量，无限稀释7为限”。
2．弱酸弱碱稀释时，存在电离平衡移动，pH变化较小，得到一个pH值范围。
第2课时 溶液pH的计算
必备基础
新知预习
一、
1．3－lg2
3．10－pH 10－pH
即学即练
1．答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)√ (5)× (6)×
2．答案：C
3．答案：(1)0.01 0.005 (2)10－4 (3)1.7 (4)12.3
4．答案：(1)3 (2)4 (3)2(4)10 (5)11 (6)10核心素养
例1 解析：pH＝a的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－a ml·L－1，c(OH－)＝10a－14 ml·L－1；pH＝b的NaOH溶液中，c(H＋)＝10－b ml·L－1，c(OH－)＝10b－14 ml·L－1。两种溶液等体积(设为1 L)混合后，c(OH－)＝，
由于b＝a＋2，所以c(OH－)≈5×10b－15 ml·L－1，则c(H＋)≈2×10－b ml·L－1，所以pH≈b－lg 2，故选B。
答案：B
提升1 解析：y mL pH＝b的盐酸中，n(H＋)＝y·10－b×10－3 ml；x mL pH＝a的NaOH溶液中，n(OH－)＝x·10－(14－a)×10－3 ml。紧扣n(H＋)/n(OH－)来列式分析：＝＝·1014－(a＋b)。
若x＝y，且a＋b＝14，则n(H＋)/n(OH－)＝1，pH＝7，A项错；若10x＝y，且a＋b＝13，则n(H＋)/n(OH－)＝100，pH<7，B项错；若ax＝by，且a＋b＝13，则n(H＋)/n(OH－)＝>10(因为a>7，b<7)，pH<7，C项错；若x＝10y，且a＋b＝14，则n(H＋)/n(OH－)＝<1，pH>7，D项正确。
答案：D
例2 解析：1.0×10－5 ml·L－1的NaOH溶液的pH＝9。把pH＝6的盐酸稀释1 000倍，pH无限接近于7；把pH＝10的Ba(OH)2溶液稀释10倍后，pH＝9；把pH＝8的NaOH溶液稀释10倍，pH无限接近于7，但比7大。pH＝12的氨水稀释100倍后，因为氨水为弱碱，稀释时能不断电离出新的OH－，故稀释后pH大于9，D错误。
答案：B
提升2 解析：A项，pH＝3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3答案：C
素养形成
1．解析：一定浓度的NaOH溶液稀释时，c(OH－)降低，c(H＋)升高，pH降低，无限稀释时，NaOH溶液的pH只接近7，不能低于7，因此B正确。
答案：B
2．解析：滴入石蕊试液，出现红色，说明溶液仍呈酸性。A项加入pH＝12的Ba(OH)2溶液，两者恰好反应，溶液呈中性；B项加入pH＝12的氨水，因为氨水中NH3·H2O部分电离，所以氨水过量，溶液呈碱性；C项加入0.05 ml·L－1 NaOH溶液，NaOH过量，溶液呈碱性；D项加入0.05 ml·L－1 BaCl2溶液，发生反应＋Ba2＋===BaSO4↓，溶液仍呈酸性，符合题意。
答案：D
3．解析：NaOH溶液中c(OH－)＝1×10－2 ml·L－1，盐酸中c(H＋)＝1×10－1 ml·L－1，设NaOH溶液与盐酸的体积分别为x和y，根据混合溶液pH＝2，即溶液中c(H＋)＝1×10－2ml·L－1，得 ml·L－1＝1×10－2 ml·L－1，解得x∶y＝9∶2，C项正确。
答案：C
4．答案：C
5．解析：(1)等浓度的盐酸和醋酸分别加水稀释10倍后，两者的浓度仍相同，由于HCl是强电解质，醋酸是弱电解质，HCl的电离程度大于醋酸的电离程度，因此盐酸中的氢离子浓度大于醋酸中的氢离子浓度，因此有mn。(3)由于醋酸中存在电离平衡，在稀释过程中会继续电离出氢离子，若稀释后溶液的pH都变成3(画一条平行于x轴的水平线)易得m答案：(1)mn (3)m类型
稀释10n倍
无限稀释
强酸
c(H＋)减小为原来的，pH增大n个单位，pH＝(pH原＋n)<7
此时要考虑水的电离，pH只能接近7(略小于7)
弱酸
c(H＋)减小的程度比强酸的小，pH增大不到n个单位，pH<(pH原＋n)<7
强碱
c(OH－)减小为原来的，pH减小n个单位，pH＝(pH原－n)>7
此时要考虑水的电离，pH只能接近7(略大于7)
弱碱
c(OH－)减小的程度比强碱的小，pH减小不到n个单位，pH>(pH原－n)>7