水溶液的酸堿性與pH值的計算第3章物質(zhì)在水溶液中的行為1.了解溶液的酸堿性與溶液中c平(H+)和c平(OH-)的關(guān)系；2.知道pH的定義，了解溶液的酸堿性與pH的關(guān)系；3.能夠進行pH的簡單計算。1.水的離子積表達式是什么？其數(shù)值大小與誰有關(guān)？2.純水中加入酸或堿是否影響水的離子積？3.水溶液中KW中的[H+][OH-]是指溶液中的[H+][OH-]還是指水電離產(chǎn)生的[H+][OH-]？溫故知新Kw只隨溫度變化，溫度升高則Kw增大。若沒有指明溫度，通常是指在25℃時，即認為Kw=1×10-14（mol/L）2。水的離子積是水電離平衡時的性質(zhì)，它不僅適用于純水，也適用于任何酸、堿、鹽的稀溶液。即稀水溶液中的[H+]與[OH-]的乘積是一個常數(shù)。不管任何稀的水溶液中，水電離產(chǎn)生的[H+]和水電離產(chǎn)生的[OH-]一定相等

下表列出了室溫下一些溶液的c平(H+)或c平(OH-)，請?zhí)钌峡杖钡臄?shù)據(jù)?；衔?/p>

c/(mol·L-1)c平(H+)/(mol·L-1)c平(OH-)/(mol·L-1)

HCl1.0×10-21.0×10-2

HNO31.0×10-31.0×10-3

NaOH1.0×10-2

1.0×10-2

KOH1.0×10-31.0×10-31.0×10-12

1.0×10-111.0×10-12

1.0×10-11＞由表中的數(shù)據(jù)你能發(fā)現(xiàn)什么規(guī)律？＞＜溶液呈酸性＜溶液呈堿性＞＜問題聚焦：如何比較溶液的酸堿性？方法一：比較c(H+)和c(OH-)大小關(guān)系適合任何溫度酸性：c平(H+)＞c平(OH-)且c平(H+)越大，酸性越強中性：c平(H+)＝c平(OH-)堿性：c平(H+)＜c平(OH-)且c平(OH-)越大，堿性越強問題聚焦：如何比較溶液的酸堿性？方法二：比較pH和7大小關(guān)系適合：25℃在實際應(yīng)用中，人們常用pH來表示溶液的酸堿度。pH=－lgc平(H+)例：室溫下，某溶液的c平(H+)為1.0×10-5mol·L-1，求該溶液的pH。pH＝-lgc平(H+)＝

-lg1.0×10-5

＝5室溫下，水溶液的pH、c平(H+)與酸堿度的關(guān)系如圖3-1-3所示。思考與討論不一定，如在某溫度下,水的離子積常數(shù)為1×10-12mol2·L-2,此時pH=6的溶液為中性溶液,pH>6的溶液為堿性溶液,pH<6的溶液為酸性溶液。Ⅱ.用pH試紙測得某硫酸溶液的pH為4.2,他的結(jié)論正確嗎?不正確。用pH試紙測定pH時,只能讀取整數(shù)值。Ⅰ.pH<7的溶液一定是酸性溶液嗎？溶液pH的測量方法指示劑變色的pH范圍石蕊溶液＜5.0紅色5.0~8.0紫色＞8.0藍色甲基橙溶液＜3.1紅色3.1~4.4橙色＞4.4黃色酚酞溶液＜8.2無色8.2~10.0淺紅色＞10.0紅色(1)酸堿指示劑法(只能測定溶液的pH范圍)。常見酸堿指示劑的變色范圍：(2)利用pH試紙測定：使用的正確操作為用干燥潔凈的玻璃棒蘸取試液點在試紙上，當(dāng)試紙顏色變化穩(wěn)定后迅速與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對照，讀出pH。(3)利用pH計測定：儀器pH計可精確測定試液的pH(讀至小數(shù)點后2位)。例：室溫下，測得NaOH溶液的濃度為1.0×10-3mol·L-1，計算該溶液的pH。思維聚焦：溶液pH的計算（單一溶液）解：

NaOH Na++OH-c/(mol·L-1)

1.0×10-31.0×10-3c平(H+)pHc平(OH-)KWH2O

H+＋OH-忽略溶質(zhì)堿解：

NaOH Na++OH-c/(mol·L-1)

1.0×10-31.0×10-3因為KW

＝

c平(H+)·c平(OH-)所以c平(H+)＝

pH＝-lgc平(H+)

＝-lg

＝-lg

＝11.01.0×10-141.0×10-3c平(OH-)KWc平(OH-)KW【提示】計算溶液的pH時，一定要注意溶液的溫度是否是常溫。若不是，應(yīng)先計算該溫度下的水的離子積。思維聚焦：溶液pH的計算（酸/堿的稀釋）例：取1mLpH=3的硫酸溶液加水稀釋到100mL，溶液的pH是_____。5解析：c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol·L-1×10-3L=10-5mol·L-110-1L=V[H2SO4(aq)]n(H+)思維聚焦：溶液pH的計算（強酸/強堿的稀釋）①若上述溶液加水稀釋到體積為原來的1000倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲竣谌粝♂尩襟w積為原來的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌?？為什么？pH=6pH=8pH接近于773pHv水水的電離的影響【結(jié)論】強酸(pH=a)稀釋10n倍后，pH稀=a+n；酸性溶液無限稀釋后，pH接近7（小于7）。思維聚焦：溶液pH的計算（強酸/強堿的稀釋）c(OH-)c(H+)==1×10-9mol·L-1Kw例：常溫下，取pH=11的NaOH溶液與水按1:99的體積比混合后，溶液的pH=____。解析：稀釋前c(OH-)=10-3mol·L-1稀釋后c(OH-)=pH=-lgc(H+)=-lg10-9=99【結(jié)論】強堿(pH=a)稀釋10n倍后，pH稀=a-n；堿性溶液無限稀釋后，pH接近7(大于7)。10-3mol·L-1=10-5mol·L-11+99思維聚焦：溶液pH的計算（弱酸/弱堿的稀釋）弱酸的稀釋弱堿的稀釋例：pH=2的鹽酸稀釋10倍后pH？

pH=2的醋酸稀釋10倍后pH？pH＜3pH=3【結(jié)論】弱酸(pH=a)稀釋10n倍后，pH稀<a+n。鹽酸醋酸V水32pH10倍例：pH=12的NaOH溶液稀釋10倍后pH？

pH=12的氨水稀釋10倍后pH？pH＞11pH=11【結(jié)論】弱堿(pH=a)稀釋10n倍后，pH稀>a-n。NaOH氨水V水1211pH10倍鹽酸醋酸V水32pH10倍NaOH氨水V水1211pH10倍圖象分析稀釋相同倍數(shù)時pH：鹽酸＞醋酸稀釋到相同pH時稀釋的倍數(shù)：醋酸＞鹽酸稀釋相同倍數(shù)時pH：氨水＞NaOH稀釋到相同pH時稀釋的倍數(shù)：氨水＞NaOH酸、堿稀釋后溶液pH的計算溶液類型強酸pH=a弱酸pH=a強堿pH=b弱堿pH=b稀釋到體積為原來的10n倍無限稀釋pH無限接近7pH=a+npH=b+na＜pH＜a+nb-n＜pH＜b思維聚焦：溶液pH的計算（酸/堿的混合）（1）強酸與強酸的混合在25℃時，1LpH=1的鹽酸溶液與1000LpH=4的鹽酸溶液混合，混合后溶液的pH=______。解：pH=-lgc(H+)≈-lg(2×10-4)=4-lg23.7【提醒】當(dāng)相加、減的兩個量相差100倍以上時，小的量可忽略。酸酸混合，先計算混合后的c(H+)。lg2≈0.3思維聚焦：溶液pH的計算（酸/堿的混合）（2）強堿與強堿的混合=-lg(2×10-10)=10-lg2≈9.7pH=-lgKW/c(OH-)[方法一]pH=14-pOH=9.7≈4.3pOH=-lgc(OH-)=-lg(5×10-5)=5-lg5[方法二]【關(guān)鍵】抓住OH-進行計算！再轉(zhuǎn)化為H+。25℃時，將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積混合，混合后溶液的pH=______。9.7【提示】c(OH-)==5×10-5mol·L-1堿堿混合，先計算混合后的c(OH-)，再根據(jù)離子積計算c(H+)。酸、堿混合后溶液pH的計算思維聚焦：溶液pH的計算（酸/堿的混合）（3）強酸與強堿的混合在25℃時，100mL0.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的NaOH溶液混合后，溶液的pH等于_____。【關(guān)鍵】酸過量，先計算反應(yīng)后氫離子的濃度，再計算pH。解析：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.06mol0.04molpH=-lgc(H+)=-lg10-1=11思維聚焦：溶液pH的計算（酸/堿的混合）（3）強酸與強堿的混合在25℃時，100mL0.4mol·L-1的鹽酸與等體積0.6mol·L-1的NaOH溶液混合后，溶液的pH=_____。【解題關(guān)鍵】堿過量，先計算反應(yīng)后氫氧根離子的濃度，再根據(jù)離子積計算氫離子的濃度，后計算pH。解析：NaOH+HCl=NaCl+H2O0.06mol0.04molpH=-lgc(H+)=1313=0.1mol·L-1c(OH-)=c(H+)=KW/0.1=10-13mol·L-11.常溫下，將pH＝13的強堿溶液與pH＝2的強酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，則強堿與強酸的體積比是(

)A．11∶1 B．9∶1C．1∶11 D．1∶9D2.常溫時，溶液中由