2018_2019学年高中化学第三章水溶液中的离子平衡第二节水的电离和溶液的酸碱性第2课时pH的计算习题新人教版选修4
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在高中化学的学习中,水溶液中的离子平衡是一个重要的知识点,特别是关于水的电离和溶液的酸碱性以及pH的计算。这部分内容涉及到酸碱理论的基础知识,以及溶液中氢离子和氢氧根离子浓度的计算。 1. **pH的概念与计算**:pH是一个表示溶液酸碱性的指数,定义为氢离子浓度的负对数。pH= -log[H+],其中[H+]代表溶液中氢离子的浓度。在25℃时,纯水的pH值为7,低于7表示酸性,高于7表示碱性。在题目中,pH=6的醋酸溶液稀释1000倍后,虽然酸性减弱,但由于醋酸是弱酸,其完全电离的氢离子远少于强酸,所以pH不会接近9,而是略小于7。 2. **酸碱中和反应与pH**:当酸和碱混合时,会发生中和反应,生成水和相应的盐。如果酸和碱的浓度和体积相等,它们可能会完全中和,形成中性溶液。但在实际问题中,需要考虑酸碱的强弱和电离程度。例如,pH=2的硫酸溶液与pH=12的Ba(OH)2溶液混合后,由于氨水是弱碱,即使pH=12,其碱性仍比强酸硫酸弱,因此混合后溶液可能呈酸性。 3. **弱碱的稀释与pH变化**:弱碱在稀释过程中,由于其在水中部分电离,稀释会促使电离平衡正向移动,因此,即便是大幅度稀释,其pH也不会无限接近7。如图示,pH=10的X、Y两种碱溶液在稀释后,如果8<a<10,说明X、Y都是弱碱,因为强碱在相同稀释程度下pH会更接近7。 4. **酸碱混合后的pH计算**:在酸碱混合时,可以通过计算剩余离子的浓度来确定混合后溶液的pH。例如,5 mL 0.1 mol/L的H2SO4溶液与15 mL 0.1 mol/L NaOH溶液混合,由于NaOH过量,因此可以计算出剩余的氢氧根离子浓度,从而得出混合后溶液的pH。 5. **溶液混合的pH分析**:不同酸碱溶液混合时,要考虑酸碱的强弱和初始浓度。如①氨水与④盐酸混合,由于氨水是弱碱,其浓度远大于等pH的强酸,若要混合后pH=7,氨水的体积应小于盐酸,因为氨水需要较少的量就能中和更多的酸。 6. **等浓度酸碱混合**:相同浓度的NaOH和HCl以3:2体积比混合,反应后pH=12,说明溶液呈碱性,这意味着NaOH过量。通过计算氢氧根离子的剩余量,可以求出原溶液的浓度。 7. **弱酸判断**:弱酸的判断通常涉及其盐溶液的酸碱性。例如,醋酸钠溶液呈碱性,这是因为醋酸根离子在水中水解,产生氢氧根离子,显示碱性。但如果只是醋酸钠与盐酸反应,无法直接证明醋酸的弱酸性。 这部分学习内容要求学生掌握pH的计算方法,理解酸碱中和反应及其对pH的影响,能区分强酸弱酸,并能通过实验现象判断酸碱的性质。这些知识对于理解和应用化学反应原理,特别是在水溶液体系中,具有重要意义。
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