2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細(xì)解析 溶液pH的求算 新課標(biāo)

2022年高考化學(xué)二輪復(fù)習(xí) 全套教學(xué)案詳細(xì)解析 溶液pH的求算 新課標(biāo)教學(xué)目標(biāo)知識技能：掌握簡單酸、堿體系的pH計算。能力培養(yǎng)：通過pH的計算，培養(yǎng)學(xué)生定量解決化學(xué)問題的能力，并進(jìn)一步加強(qiáng)對弱電解質(zhì)電離平衡的理解?？茖W(xué)思想：注重學(xué)科之間的交叉，學(xué)會用數(shù)學(xué)公式解決化學(xué)問題?？茖W(xué)品質(zhì)：通過pH在醫(yī)療及工業(yè)生產(chǎn)上應(yīng)用的介紹，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣?？茖W(xué)方法：歸納，總結(jié)法。重點(diǎn)、難點(diǎn) 有弱電解質(zhì)參予的簡單體系pH的計算。 教學(xué)過程設(shè)計 第一課時 教師活動【引入】我們知道，正常情況下人體血液略顯堿性。但是一些疾病卻可以使血液的酸性增強(qiáng)。醫(yī)生就此可以通過測血液pH的辦法來幫助診斷病情。同樣在工業(yè)生產(chǎn)中反應(yīng)液的酸堿性對化學(xué)反應(yīng)能否發(fā)生及反應(yīng)產(chǎn)物的判斷也非常重要。那么如何定量計算溶液的pH呢？這就是我們這節(jié)課要解決的問題。首先請同學(xué)回憶下面已學(xué)過的舊知識：pH定義 溶液物質(zhì)的量濃度的計算公式 電離度的定義 水的離子積常數(shù)。學(xué)生活動回憶并回答（略）。酸性體系：1強(qiáng)酸的pH例1 求 0.1mol/L鹽酸溶液的pH？求0.05mol/L硫酸溶液的pH？【設(shè)問】通過以上兩題請同學(xué)思考，已知強(qiáng)酸溶液的物質(zhì)的量濃度，如何求pH，并且應(yīng)注意什么？心算口答。解答：因、中H+=0.1mol/L，所以pH相等均為1。兩兩議論。結(jié)論：求pH實(shí)際是求H+，在已知溶液的物質(zhì)的量濃度求H+濃度時一定要注意強(qiáng)酸的元數(shù)。【小結(jié)】由于完全電離，強(qiáng)酸溶液的H+=n·c，其中n表示強(qiáng)酸的元數(shù)。那么對于不完全電離的弱酸H+又如何計算呢？2一元弱酸的pH例2 求0.1mol/L醋酸溶液的pH。已知a=1.32。【設(shè)問】在一元弱酸溶液中H+為什么不等于溶液的物質(zhì)的量的濃度？動筆解答。解答：因?yàn)镠+=c a=0.1×1.3所以pH=-lgH+=2.87回答：弱酸部分電離，所以H+小于物質(zhì)的量濃度這一點(diǎn)就好像有一個倉庫一樣，倉庫外面是已電離的離子，而倉庫內(nèi)是未電離的離子，倉庫的門是雙向的。已電離的離子的物質(zhì)的量永遠(yuǎn)小于總的溶質(zhì)的物質(zhì)的量。若pH相同的一元強(qiáng)酸與一元弱酸H+關(guān)系如何？溶液的物質(zhì)的量濃度關(guān)系又如何？討論后回答：pH相同的一元強(qiáng)酸與弱酸 之間，H+相同，而溶液的物質(zhì)的量濃度是弱酸大于強(qiáng)酸?！拘〗Y(jié)】弱酸是弱電解質(zhì)，要通過電高度求溶液中的氫離子濃度。3稀釋強(qiáng)酸溶液例3 將0.1mol/L的鹽酸溶液稀釋成原體積的10倍，求稀釋后溶液的pH。將pH=5的鹽酸溶液分別稀釋成原體積的10倍、1000倍。求稀釋后溶液的pH?！驹O(shè)問】常溫下，當(dāng)無限稀釋酸時，溶液的pH為何接近7？計算。解答：由于鹽酸完全電離，所以稀釋過程中氫離子的物質(zhì)的量不變。有稀釋后的H+=0.01 mol/L，pH=2。稀釋10倍時pH=6，稀釋1000倍時pH近似等于7。 兩兩討論?？偨Y(jié)：當(dāng)對溶液無限稀釋時，溶液中由水電離出的氫離子濃度遠(yuǎn)大于酸電離出的氫離子濃度，這時可忽略酸電離出的氫離子，以水電離出的氫離子為主，所以pH趨近7。【設(shè)問】在求上述例1溶液的pH時，我們忽略了水電離出的氫離子。但是在對酸溶液無限稀釋時又忽略了酸電離的氫離子，這樣做的道理是什么？討論并回答：在濃度較大的酸溶液中，計算氫離子濃度時忽略水電離出的氫離子，在濃度極稀的酸溶液中又可以忽略酸電離出的氫離子。原因就是兩種情況下影響溶液氫離子濃度的主要因素不同?！拘〗Y(jié)】同學(xué)們總結(jié)的非常好，這樣做正是抓住了解決問題的主要方面，下面讓我們一起討論稀釋弱酸溶液的問題。4稀釋弱酸溶液例4 將pH為1的醋酸溶液稀釋成原體積的10倍，求稀釋后溶液pH與2的關(guān)系。討論并回答：因?yàn)槿蹼娊赓|(zhì)的電離度與濃度成反比，所以在稀釋過程中一方面將已電離出的氫離子稀釋成原濃度的1/10，另一方面弱電解質(zhì)還會繼續(xù)電離出部分氫離子，所以溶液中氫離子的物質(zhì)的量會大于原溶液的物質(zhì)的量。因此稀釋后溶液的pH2?！拘〗Y(jié)】由于在弱酸中存在電離平衡，所以弱酸稀釋與強(qiáng)酸的情況有所不同?！驹O(shè)問】pH相同的強(qiáng)酸與弱酸同倍數(shù)稀釋時，pH變化的情況是否相同，這是為什么？【過渡】由于弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡，對于弱電解質(zhì)參與的化學(xué)反應(yīng)會有什么影響？請思考下面的例題：例5 體積相同，pH相同的鹽酸與醋酸溶液，分別投入足量的鋅粉，試比較最初時反應(yīng)的速率和最終放出氫氣的物質(zhì)的量的關(guān)系?；卮穑簭?qiáng)酸的pH變化大于弱酸的pH變化，原因是在弱電解質(zhì)溶液中存在電離平衡。小組討論，并由代表發(fā)言?；卮穑河捎跉潆x子濃度相等，所以最初時反應(yīng)速率相等。但由于鹽酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量小于醋酸中溶質(zhì)的物質(zhì)的量，所以最終放出氫氣是鹽酸小于醋酸。5求混合酸溶液的pH例6 若下列混合過程中體積的變化忽略不計：將0.1mol/L的鹽酸與0.1mol/L的硫酸等體積混合，求混合后溶液的pH。將pH均為1的鹽酸與硫酸以體積比12的比例混合，求混合后溶液的pH。將pH=1的鹽酸與pH=5的鹽酸等體積混合，求混合后溶液的pH。動筆計算，由三名同學(xué)板演過程。解答：pH=0.824pH=1pH=1.3【小結(jié)】通過以上練習(xí)可知，求酸溶液的pH須先求H+，再求pH。求算中注意混合溶液的體積變化?！具^渡】以上我們討論了酸性體系的pH計算。請同學(xué)來小結(jié)一下解題的思路。【過渡】那么在堿性溶液中呢？我們又應(yīng)該如何求pH？讓我們帶著這個問題進(jìn)入下節(jié)課的學(xué)習(xí)。 第二課時 二、堿性體系【過渡】希望我們通過下面例題的訓(xùn)練，總結(jié)出求堿性溶液pH的方法，并與酸性溶液對比，理解其中相同與不同的原因。1強(qiáng)堿溶液的pH計算例7 常溫下，求0.1mol/L氫氧化鈉溶液的pH。常溫下，求0.05 mol/L氫氧化鋇溶液的pH?？谒慊卮?。解答：因?yàn)?、中氫氧根離子濃度相等，且OH-=0.1mol/L，所以H+=10-13mol/L。pH=132弱堿溶液的pH例8 已知常溫下，0.1mol/L氨水的電離度為1.33。求pH。動筆計算。解答：因?yàn)镺H-=1.33×10-3mol/L所以H+=7.52×10-12mol/LpH=11.12或：因?yàn)镺H-=1.33×10-3mol/L所以pOH=-lgOH-=2.876pH=14pOH=11.123稀釋堿溶液例9 常溫下，將0.1mol/L的氫氧化鈉稀釋成原體積的10倍，求pH？常溫下，將0.1mol/L的氨水稀釋成原體積的10倍，求pH與中結(jié)果的大小關(guān)系。解答：pH=12PH12【設(shè)問】通過上述練習(xí)，試總結(jié)求堿性溶液pH的方法?；卮穑合惹驩H-的濃度，再求溶液的pH?！驹O(shè)問】為什么先求OH- 的濃度？通過計算可知上例中H+=10-13mol/L。若按氫離子濃度計算，則稀釋后溶液中H+=10-14mol/L， pH為14。這個結(jié)果顯然不對，為什么？兩兩討論。因?yàn)闅潆x子是水電離產(chǎn)生的?！局v解】上述計算成立的前提是稀釋過程中氫離子的物質(zhì)的量保持不變。在堿性溶液中氫離子是水電離產(chǎn)生的，水是弱電解質(zhì)，當(dāng)溶液中OH- 變化時，OH- 對水的電離平衡影響的程度也在變化。其結(jié)果是溶液中水電離的氫離子的物質(zhì)的量發(fā)生改變，因此計算結(jié)果是錯誤的。4強(qiáng)堿溶液混合例10 若混合過程中體積變化忽略不計：0.1mol/L的氫氧化鈉溶液與0.05mol/L的氫氧化鋇溶液混合，求pH。pH=13的氫氧化鈉與pH=10的氫氧化鈉溶液混合，求pH。解答：pH=13pH=12.7【思考】請總結(jié)出在酸性或堿性溶液中求pH的順序。小結(jié)：在酸性溶液中先求氫離子濃度再求pH，堿性溶液中先求氫氧根離子濃度，再求pH?！拘〗Y(jié)】求 pH，一定要先求顯性離子的濃度，再利用數(shù)學(xué)工具求pH。三、酸、堿混合體系的pH計算例11 99 mL0.5 mol/L硫酸與101mL1 mol/L氫氧化鈉溶液混合，求混合后的pH。動筆計算。解答：已知 n（H+）=0.099 moln（OH-）=0.101 mol/L因?yàn)镠+OH-=H2O經(jīng)判斷為堿過量，且過量的OH- 的物質(zhì)的量為0.002mol。=0.01 mol/LpH=12把pH=3的鹽酸和pH=9的氫氧化鈉溶液混合成中性溶液，求酸和堿的體積比。解答：已知H+=10-3mol/L，OH-=10-5 mol/L，若反應(yīng)后溶液呈中性，則有酸提供的氫離子的物質(zhì)的量等于堿提供的氫氧根離子的物質(zhì)的量。有10-3·V酸=10-5·V堿V酸V堿=1100【設(shè)問】請總結(jié)出強(qiáng)酸與強(qiáng)堿反應(yīng)后求pH的程序，并總結(jié)出解題過程的注意事項(xiàng)。討論：先判斷酸堿反應(yīng)進(jìn)行的程度，再求過量的顯性離子的濃度，最后再求pH。解題過程中應(yīng)注意多元強(qiáng)酸和多元強(qiáng)堿物質(zhì)的量濃度與相應(yīng)離子濃度的換算?！具^渡】強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的反應(yīng)進(jìn)行程度很容易判斷。如果題目中沒有明確指出酸堿的強(qiáng)弱，又如何處理呢？例12 常溫下，將pH=3的鹽酸與pH=11的一元堿等體積混合，求混合后的pH。解答：已知酸溶液中H+=10-3mol/L，堿溶液中OH-=10-3mol/L。如果堿是強(qiáng)堿，則反應(yīng)后溶液為中性，pH=7；如果堿是弱堿，則堿中已電離出的氫氧根恰好能中和酸中的所有氫離子。這樣反應(yīng)后堿過量，pH7。綜合起來應(yīng)是pH7。方法2：若堿是弱堿，則c堿=OH-/a10-3mol/L，c酸=10-3mol /L，所以堿過量，pH7?！驹O(shè)問】上述題目是堿的強(qiáng)弱未知，如果改成酸的強(qiáng)弱未知的話，相應(yīng)的試題應(yīng)如何出呢？你能否舉出一例？舉例：例如室溫下將pH=3的酸與pH=11的氫氧化鈉等體積混合，求混合后的PH？（答案為pH7）?！具^渡】若酸堿的強(qiáng)或弱都未知呢？例13 pH=3的酸與 pH=11的堿等體積混合，求混合后的pH。解答：無法判斷是大于7、小于7還是等于7?！究偨Y(jié)】對于酸堿中和反應(yīng)，在進(jìn)行pH的計算時需解決的是求顯性離子的濃度問題。同樣這種方法也適用于其它酸堿體系的pH的計算。練習(xí)1 amL濃度為 c mol/L的AgNO3溶液中，加入一定量pH=1的鹽酸時，恰好將Ag+完全沉淀，此時得到pH=2的溶液100mL。則c值應(yīng)該接近何值（反應(yīng)前后體積的變化忽略不計）？答案：0.011。 精選題 一、選擇題1pH=3 的醋酸溶液用水稀釋，體積變?yōu)樵w積的2倍，這時溶液的pH接近于 A1.5 B3.1C3.5 D2.7215 mL 0.1mol/L HCl和5mL0.1mol/L Ba（OH）2溶液相混合并稀釋至500mL，所得溶液的pH為 A24 B3C11 D123定溫時將pH=2的鹽酸和醋酸分別稀釋到pH=3時，所稀釋時用水的體積前者與后者的關(guān)系是 A大于 B小于C等于 D不能確定4在相同的條件下，濃度均為 0.1mol/L的氨水和氫氧化鈉溶液，前者的pH與后者的pH相比較，結(jié)論正確的是 A大于 B小于C等于 D不能確定5已知常溫下有pH=2的一元弱酸HA溶液，其電離度為5；又種溶液等體積混合，所得溶液中離子濃度大小關(guān)系正確的是 AOH-H+B+A- BA-B+H+OH-CB+A-OH-H+ DB+A-OH-H+ 6室溫時，pH=a的氫氧化鈉溶液與pH=b的醋酸溶液等體積混合，恰好完全反應(yīng)，則該醋酸的電離度可表示為 A（1016-a-b） B（10a+b-14）C（10a+b-16） D（1014-a-b）7在室溫下，酸和堿的溶液等體積混合后，pH一定大于7的是 ApH=3的鹽酸與 pH=11的氫氧化鋇溶液BpH=3的醋酸（電離度約為1）和pH=12的氫氧化鈉溶液CpH=3的硝酸與pH=11的氨水（電離度約為1）DpH=3的硫酸與pH=12的氫氧化鉀溶液8常溫下要使10mL0.5mol/L的硫酸溶液pH恰好變?yōu)?，可采用的方法是 A加水稀釋至1000 LB加入10mL0.1mol/L的氨水C加入100mL0.005 mol/L的氫氧化鋇D加入10mL0.05 mol/L氫氧化鈉溶液925時，向VmLpH=a的鹽酸中滴加pH=b的氫氧化鈉溶液10VmL時，溶液中恰好有Cl-=Na+ ，此時（a+b）的值為 A13 B15C14 D不能確定10若200mLH+=10-3mol/L的某一元酸與100mLOH-=10-3mol/L的某一元堿溶液相混合后，溶液呈堿性，所用的酸和堿應(yīng)是  A等濃度的弱酸和強(qiáng)堿 B稀的弱酸和濃的強(qiáng)堿C稀的強(qiáng)酸和稀的強(qiáng)堿 D稀的強(qiáng)酸和濃的弱堿11已知NaHSO4在水中的電離方程式為：NaHSO4晶體，保持溫度不變，測得溶液的pH為2。對于該溶液，下列說法不正確的是 A該溫度高于25B水電離出的H+=10-10 mol/LD該溫度下加入等體積pH=12的氫氧化鈉溶液可使反應(yīng)后的溶液恰好呈中性二、非選擇題12簡述80時純水的pH小于7的原因。1325時，有pH=x的鹽酸和pH=y 的氫氧化鈉溶液（x6，y8），取aL該鹽酸與該氫氧化鈉溶液中和，消耗bL的氫氧化鈉溶液，問：若x+y=14，則a/b=_（填數(shù)據(jù)）；若x+y=13，則a/b=_（填數(shù)據(jù)）；若x+y14，則a/b=_（填表達(dá)式）；該鹽酸與該氫氧化鈉溶液完全中和，兩溶液的pHx和y的關(guān)系式（填表達(dá)式）。14某工廠排放出的廢水，經(jīng)測定含有0.001mol/L的游離氯和0.008mol/L的H+?，F(xiàn)采用Na2SO3除去其中的游離氯，若要處理5L這種廢水，需加入0.5mol/L的Na2SO3溶液mL才能將Cl2除盡；處理后的廢水的pH為_。15白色粉末A由Na2S、Na2SO3、 Na2S2O3、Na2SO4、NaCl等物質(zhì)中的三種混合而成。取一定A樣品投入100mL2.2mol/L的鹽酸中，充分反應(yīng)后過濾，最終得到100mLpH為0的溶液。將溶液蒸干，只得到8.19g純凈物B。B的化學(xué)式為_；請通過計算推斷A中是否含有NaCl。 答 案 一、選擇題1B 2B 3B 4B 5B 6A 7C、D 8C 9A 10D 11D二、非選擇題12因?yàn)樗碾x子積常數(shù)隨溫度的升高而增大。131 0.1 10（x+y-14） x+y=14+1ga/b（應(yīng)用酸的pH和堿的pH求出H+和OH- ，因?yàn)樗釅A中和，必然有氫離子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量。用此列出等式，再用題中的條件就可求解）1410mL pH=2 15NaCl 有