溶液中pH的計(jì)算方法歸納

朱學(xué)明

摘 要：高中化學(xué)《水溶液中的離子平衡》中有關(guān)pH的計(jì)算對(duì)于高中學(xué)生來(lái)說(shuō)是一個(gè)難點(diǎn)，不知道用H+還是用OH-計(jì)算，很容易出錯(cuò)。教師應(yīng)該教會(huì)學(xué)生會(huì)對(duì)這方面的計(jì)算進(jìn)行歸納、分析，教學(xué)生明確知道該溶液中H+還是OH-多。

關(guān)鍵詞：H+；OH-；酸；堿；pH

高中化學(xué)《水溶液中的離子平衡》中有關(guān)pH的計(jì)算以及溶液的酸堿性既是本節(jié)的重點(diǎn)也是本節(jié)的難點(diǎn)，許多學(xué)生對(duì)于這類(lèi)題不知道是用溶液H+還是OH-來(lái)計(jì)算pH,感覺(jué)這類(lèi)題無(wú)從下手。教師應(yīng)該做好以下幾個(gè)方面的工作。

一、打下基礎(chǔ)，做好鋪墊

1. 明確對(duì)象，把握關(guān)鍵，理清思路

本節(jié)課要講清水的離子積的含義是完成pH計(jì)算教學(xué)任務(wù)的關(guān)鍵。教師首先要讓學(xué)生建立水的電離方程式的書(shū)寫(xiě)→水的電離平衡常數(shù)→水的離子積常數(shù)的知識(shí)主線。教師先讓學(xué)生借助對(duì)化學(xué)平衡狀態(tài)以及化學(xué)平衡常數(shù)的理解，去理解水的電離平衡，并要求學(xué)生必須明確水是極弱電解質(zhì)，水電離的H+、OH-的離子濃度極少。接著教師說(shuō)明在水中增加或減少H+、OH-能破壞水的電離平衡，在水中增加H+要忽略水電離H+，增加OH-要忽略水電離出OH-。最后教師強(qiáng)調(diào)在酸或堿的稀溶液中水的濃度基本不變：引出電解質(zhì)的水溶液中水的離子積都是溶液中C(H+)×C(OH-)=KW的一個(gè)常數(shù)，并且是溫度常數(shù)，隨溫度變化而變化，為認(rèn)識(shí)溶液pH和學(xué)習(xí)鹽類(lèi)水解打基礎(chǔ)。

2. 分析本質(zhì)，作出判斷，做好鋪墊

要使學(xué)生從本質(zhì)上認(rèn)識(shí)稀溶液的酸堿性與C（H+）、C（OH-）的關(guān)系，關(guān)鍵還是要學(xué)生在思路上緊扣平衡移動(dòng)原理，通過(guò)對(duì)水的電離平衡及其影響因素分析，明確不管外界條件對(duì)溶液中C（H+）、C（OH-）做如何改變，溶液中的C（H+）×C（OH-）=KW，而與此相反的是KW值并不隨溶液中的C(H+)、C（OH-）改變而改變。

二、明確考綱要求，分析計(jì)算類(lèi)型

關(guān)于溶液pH計(jì)算，考綱只要求學(xué)生能夠?qū)?qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液，強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液稀釋以及強(qiáng)酸、強(qiáng)堿之間發(fā)生中和反應(yīng)前后的溶液pH進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的計(jì)算；明確溶液中C(H+)、C（OH-）相對(duì)大小，用離子濃度大的進(jìn)行計(jì)算。

三、明確掌握概念、會(huì)對(duì)公式進(jìn)行變形。

pH概念：溶液中H+的物質(zhì)的量濃度負(fù)對(duì)數(shù)。

對(duì)象：C(H+)＜1mol/L時(shí)。

涉及公式：pH=logC(H+)、C(H+)=10-PH、 C(H+)×C（OH-）=KW。

四、找準(zhǔn)對(duì)象進(jìn)行計(jì)算

學(xué)生只要掌握了上面所說(shuō)到的幾個(gè)方面，對(duì)公式進(jìn)行掌握，會(huì)靈活運(yùn)用公式，明確知道溶液中離子濃度的大小關(guān)系，對(duì)于溶液pH的計(jì)算就能順利掌握。

1. pH計(jì)算的分類(lèi)

（1）酸溶液。強(qiáng)酸的水溶液中，溶液中的H+是酸電離的H+，忽略水電離出H+，溶液中的OH-是水電離的OH-，此時(shí)不能忽略水電離出OH-。因此，公式就可以做如下變形：

pH=logC(H+)酸、C(H+)酸=10-PH、C(H+)酸×C(OH-)水=KW。

題型包括：?jiǎn)我凰崛芤骸⑺崤c酸相混、酸溶液的稀釋。（無(wú)限稀釋pH≤7）

（2）堿溶液。

強(qiáng)堿的水溶液中，溶液中的OH-是堿電離的OH-，忽略水電離出OH-，溶液中的H+是水電離的H+，此時(shí)不能忽略水電離出H+。因此，公式就可以做如下變形：

pH=logC(H+)水、C(H+)水=10PH、C(H+)水×C(OH-)堿=KW。

題型包括：?jiǎn)我粔A溶液、堿與堿相混、堿溶液的稀釋。(無(wú)限稀釋pH≥7)

(3)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合。強(qiáng)酸強(qiáng)堿混合要進(jìn)行比較并看誰(shuí)過(guò)量，酸過(guò)量用第一種方法計(jì)算，恰好完全反應(yīng)溶液呈中性，堿過(guò)量用第二種情況計(jì)算。(以HnR與M(OH)m為例分析)

①若n（H+）>n（OH-）（或nC（酸）V（酸）>mC（堿）V（堿）），C（H+）=。

pH=logC（H+）酸、C(H+)酸=10-PH、C（H+）酸×C(OH-)水=KW。

②若n（H+）=n（OH-）（或nC（酸）V（酸）=mC（堿）V（堿）），溶液中C（H+）=C(OH-)= 。

③若n（H+）

pH=logC(H+)水、C（H+）水、C(H+)水=10-PH、C(H+)水×C(OH-)堿=KW。

2. 常見(jiàn)例題分類(lèi)

（1）有關(guān)酸溶液混合計(jì)算題。

例1：①C(H+)=0.01mol/L的鹽酸、C(H+)=0.01mol/L的硫酸溶液中的pH。② C(H+)=1×10-5mol/L鹽酸溶液與C(H+)=1×10-3mol/L鹽酸溶液等體積混合后溶液的pH。③ C(H+)=1×10-5mol/L鹽酸溶液與C(H+)=1×10-3mol/L硫酸溶液等體積混合后溶液的pH。

解答：①C(H+)= 0.01，pH=2。

②C(H+)=≈，pH=3+log2。

③C(H+)=≈，pH=3+log2。

（2）有關(guān)堿溶液混合計(jì)算題。

例2：常溫下，計(jì)算下列溶液中的pH。

①C(OH-)=1×10-5mol/L溶液中的pH。

②C(OH-)=0.01mol/L的氫氧化鈉、C(OH-)=0.01mol/L的氫氧化鋇溶液中的pH。

③C(OH-)=1×10-5mol/L氫氧化鈉溶液與C(OH-)=1×10-3mol/L氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液的pH。

解答：①C(H+)==10-9mol/L，pH=9。

②C(OH-)=0.01mol/L， C(H+)==10-12mol/L， pH=12-log2+log3。

③C(OH-)=≈mol/L，C(H+)==2×10-11mol/L，pH=11-log2。

（3）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合。

計(jì)算步驟首先判斷過(guò)量，再根據(jù)C（H+）或C（OH-）計(jì)算。

例3 ：①把0.01mol/L的鹽酸與0.01mol/L的氫氧化鋇混合以等體積混合的pH。

②把0.01mol/L的鹽酸與0.01mol/L的氫氧化鈉混合以等體積混合的pH。

③把0.01mol/L的硫酸與0.01mol/L的氫氧化鈉混合以等體積混合的pH。

解答：①混合前C(H+)=0.01mol/L

混合后C(OH-)==0.005mol/L，C(H+)==

2×10-12mol/L，pH=12-log2。

②混合前C(H+)=0.01mol/L=C(OH-)=0.02mol/L，pH=7。

③混合前C(H+)=0.02mol/L＞C(OH-)=0.01mol/L，C(H+)==0.005 mol/L，pH=2+log2。

五、合理分析，靈活應(yīng)用

學(xué)生對(duì)上述各種情況掌握以后，對(duì)于不同類(lèi)型的題就會(huì)作出合理的判斷。例如計(jì)算電解質(zhì)溶液中的水電離的H+或OH-、計(jì)算溶液中的H+或OH-和其他離子的比值，就不會(huì)無(wú)從下手。

總之，導(dǎo)有法，學(xué)有法，但無(wú)定法，定要得法。教師無(wú)論以何種形式把知識(shí)傳授給學(xué)生，都要讓學(xué)生直到掌握為止。這也是同課異構(gòu)、高效課堂、用教材而不拘泥于教材，是新課改的要求。

（白河縣第一中學(xué)）