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文檔簡介

1、有關pH計算的主要題型及計算方法根據pHlgc(H,因此計算溶液的pH的關鍵是計算溶液中H的濃度。下面進行分類討論:一、單一溶液pH的計算 1.強酸溶液強酸溶液的pH計算方法是:根據酸的濃度先求出強酸溶液中的c(H+,然后對其取負對數,就可求得pH。【例1】求25時,0.005mol/L的H2SO4溶液的pH解:0.005mol/L的H2SO4溶液中c(H+=1×10-2故pH=22.強堿溶液強酸溶液的pH計算方法是:根據堿的濃度先求出強堿溶液中的c(OH-,然后利用該溫度下的Kw求出c(H+,然后求pH。【例2】求25時,10-5mol/L的NaOH溶液的pH解:10-5mol/L

2、的NaOH溶液中c(OH-=1×10-5mol/L,則,故pH=9變式:若題中改為100,則,故pH=7注意:求強堿溶液pH的另一方法是:先求出該溶液的pOH,然后利用pH+POH=lg(Kw求出pH。如:10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-=1×10-5mol/L,則pOH=lgc(OH-=5故:25時,pH=14-pOH=9; 100時,pH=12-pOH=73.其它溶液其它溶液的pH計算方法是:想辦法求出溶液中的c(H+然后取負對數【例3】求25時,某濃度的CH3COOH溶液中,由水電離的c(H+=1×10-12mol/L,求該溶液的 pH解:由題中

3、水電離的c(H+=1×10-12mol/L,可得c(OH-=1×10-12mol/L,則溶液中的,故pH=2。注意:解本題要求出溶液中的總的H+濃度,而不可根據水電離的c(H+直接求算。【例4】求25時,某濃度的NH3·H2O溶液中,由水電離的c(H+=1×10-12mol/L,求該溶液的pH解:由題中水電離的c(H+=1×10-12mol/L,可得溶液中的c(H+=1×10-12mol/L,故pH=12。【例5】某地酸雨經檢驗除H+和OH-外,還含有Na+、Cl-、NH4+和SO42-等離子,其濃度分別為: c(Na+=7.0

4、15;10-6mol/L,c(Cl-=3.5×10-5mol/L,c(NH4+=2.3×10-5mol/L,c(SO42-=2.5×10-6mol/L,則該酸雨的pH值為 。解:由溶液中離子電荷守恒可得陰、陽離子電荷相等關系式如下:c(Na+ + c(NH4+ + c(H+2c(SO42- + c(Cl + c(OH,c(H+c(OH2×2.5×106mol/L + 3.5×105mol/L7.0×106mol/L2.3×105mol/L1.0×105mol/L,又 Kw=c(H+×c(OH=1

5、×10-14 mol/L 故pH5。二、稀釋型(指單一溶質加水稀釋或相當于水的稀釋作用)實質:稀釋前后酸或堿的物質的量不變。一般計算公式:C1V1C2V2,據此求出稀釋后酸或堿的物質的量的濃度。特殊結論:若為酸:強酸,PHa,稀釋10n倍,PHa+n ;若為弱酸,PHa,稀釋10n倍,a PHa+n;若酸的溶液無限稀釋,則無論酸的強弱,PH一律接近于7 若為堿:強堿,PHa,稀釋10n倍, PHan;弱堿,PHa,稀釋10n倍, an. PHa;若堿的溶液無限稀釋,則無論堿的強弱,PH一律接近于7。【例6】下列六種情況下的PH分別為多少?PH2的HCl溶液稀釋1000倍,所得溶液的P

6、H( )  PH2的CH3COOH溶液稀釋1000倍,所得溶液的PH( )   PH2的HCl溶液稀釋100倍,所得溶液的PH( )  PH11的NaOH溶液稀釋100倍,所得溶液的PH( )  PH11的NH3·H2O溶液稀釋100倍,所得溶液的PH( )  PH10的NaOH溶液稀釋100倍,所得溶液的PH( )解答:應用上述方法,不難得出正確答案分別為:(1)5; (2)2PH5; (3)7; (4)9; (5)9PH11; (6)7。【例7】99 mL 0.5 mol/L硫酸跟101 mL1 mol/L氫氧化鈉溶液混

7、合后,溶液的pH值    A. 0.4               B. 2                C. 12              D.

8、 13.6解析:本題可按兩種處理方法。(1可理解為99 mL 0.5 mol/L硫酸與99 mL 1 mol/L氫氧化鈉完全反應,余下的2mL氫氧化鈉溶液稀釋為200mL,即c(OH1 mol/L×0.01mol /L,pOH12,pH2。(21 mol/L氫氧化鈉溶液的pH14,由(1知,余下的2mL氫氧化鈉溶液稀釋為200mL,稀釋了100倍,按照稀釋規律,溶液的pH值要減小2個單位,(強酸溶液稀釋10n倍,溶液的pH值增加n個單位,強堿溶液稀釋10n倍,溶液的pH值減少n個單位由14降到12,故應選C。注:酸堿稀釋的pH變化也可借助圖像來幫助理解 三、混合型(多種溶液混合)(1

9、)強酸混合 強酸混合后溶液的pH求算的方法是:先求出混合后的c(H+混,即:,再根據公式pH=-lgc(H+求pH。(2)強堿溶液混合強堿混合后溶液的pH求算的方法是:先求出混合后的c(OH-混即:,再通過求出c(H+,最后求pH。(3)0.3規則(近似規則)若兩種強酸溶液或兩種強堿溶液等體積混合,且其PH相差2個或2 個以上時,混合液的PH有如下近似規律:兩強酸等體積混合時,混合液的PH=PH小+0.3;兩強堿等體積混合時,混合液的PH=PH大0.3。如pH和pH的兩種鹽酸等體積混合后的pH 。若按體積比2:3混合后溶液的pH= 。 如pH和pH11兩種NaOH溶液等體積混合后的pH 。若按

10、體積比2:3混合后溶液的pH= 。(4)強酸和強堿溶液混合 這里的混合,實為中和,要發生反應:H+OH-H2O,中和后溶液的pH有三種情況: 若恰好中和,pH 若酸有剩,根據中和后剩余的c(H+,即,再求pH。;此時pH7若堿有剩,根據中和后剩余的c(OH-,即,然后通過求出c(H+,最后求pH。此時pH7【例8】.求99mL,pH=1的H2SO4與100mLpH=13的NaOH混合后,溶液的pH= 答案:pH=11【例9】60mL 0.5mol/L NaOH溶液和40mL 0.4mol/L的H2SO4混合后,溶液的pH是多少?解析:酸過量 故pH=1.7溶液混合pH計算原理的應用應用一:酸與

11、堿溶液混合后的酸堿性判斷【例10】 有下列幾種選項可供選擇,請將代號填入相應的括號內 A PH 7   B PH7   C PH7   D PH7   E PH7   F無法確定PH2的HCl與PH12NaOH溶液等體積混合后,溶液的PH為( E )PH2的HCl與PH12的NH3·H2O溶液等體積混合后,溶液的PH為( A )PH2的CH3COOH溶液與PH12NaOH溶液等體積混合后,溶液的PH為( B )PH2的酸與PH12NaOH溶液等體積混合后,溶液的PH為( C

12、)PH2的HCl與PH12某堿溶液等體積混合后,溶液的PH為( D )PH2的某酸與PH12某堿溶液等體積混合后,溶液的PH為( F )  解析:上述試題特點有以下幾點:酸與堿的PH之和為14;酸與堿溶液的體積相等。  結論:酸與堿溶液混合后的酸堿性判斷取決于酸堿的強弱:同強顯中性;誰弱誰過量,顯誰性。酸弱酸過量,顯酸性,PH7。答案:(1)E (2)A (3)B (4)C (5)D (6)F應用二:強酸強堿溶液中和顯中性后PH與體積之比關系的計算一般通式:若酸的PHa,體積為V(酸,堿的PHb,體積為V(堿,混合后溶液呈中性,則酸堿溶液的PH之和與它們

13、的體積之比的關系為:根據中性溶液中:n(H+ n(OH-,有, 【例11】將pH=3的H2SO4 溶液和pH=12的NaOH溶液混合,當混合液的pH=10時,強酸和強堿的體積之比為_ 答案:9:1【例12】在25時,若10體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合后溶液呈中性,則混合之前,該強酸、強堿的pH值之間應滿足的關系是:_。p 解析:本題著重考查 pH 值的概念與計算,考查方式是把特殊和具體的問題與普遍、一般的規律結合起來,檢查邏輯思維與逆向思維能力,即考查思維的嚴密性與整體性,在閱讀中必須解析出題干中 “ 兩種溶液混合后溶液呈中性 ” 是本題主要的解題線索。根據這一線索進行逆向思索,它

14、意味著混合前的兩種溶液中,酸溶液中 H + 離子的物質的量與 OH 離子的物質的量相等。 據題設,則有:10c(H+酸= c(OH堿。進行思維轉換,同一種溶液(堿溶液)中,H+離子濃度與OH離子濃度乘積等于水的離子積,25時Kw=1×10-14,因此上式可變換為:10c(H+酸= 將方程兩邊分別取負對數,并稍作整理。1pH酸=pH堿-14移項后得:pH酸+pH堿=15【評述】將化學問題抽象成數學問題,利用數學工具,結合化學基礎知識通過計算解決化學問題是思維能力培養的重要方面,本題就是典型例證。課堂能力題再現1、 pH=8的NaOH溶液與pH=10的溶液等體積混合后,溶液中氫離子濃度最

15、接近于(D)A、 mol/L B、 (10-8+10-10mol/LC、 (1×10-14+5×10-5mol/L D、 2×10-10mol/L2、 若a代表Ba(OH2溶液,b代表NaOH溶液,c代表NH3·H2O溶液,完成下列問題(用a、b、c表示(1同物質的量濃度的三種溶液的pH大小為:_(2同pH的三種溶液物質的量濃度大小為:_(3同pH時,三種溶液稀釋相同倍數,pH大小為:_(4同pH時,三種溶液稀釋不同倍數后pH仍相同,(pH>7,則三種溶液稀釋的倍數大小為:_(5同物質的量濃度同體積的三種溶液消耗同濃度的鹽酸的體積大小為:_(6同p

16、H同體積的三種溶液消耗同濃度的鹽酸的體積大小為:_答案;a>b>c 2a=b a=b 2c a=b 3、25時,若體積為Va,pH=a的某一元強酸與體積為Vb,pH=b的某一元強堿混合,恰好中和,且已知Va , a=0.5b ,請填寫下列空白 (1)a值可否等于理由是:,(2)a值可否等于理由是:,(3) a值的取值范圍是: 答案:(1)否;若a=3,則b=6,溶液顯酸性,與題意不符,故(2)否;若a=5,則,即b=10,不符合題意,故(3) 解析:,所以,而即。又,所以。【同步練習】一、選擇題(每題有1-2個正確答案):1、下列各堿溶液,當其pH相同時,物質的量濃度最大的是( )

17、A、KOH B、NH3·H2O C、Ba(OH2 D、NaOH2、在100時,水的離子積為1×10-12,若該溫度下某溶液中的H+濃度為1×10-7mol/L,則該溶液( )A、呈堿性 B、呈酸性 C、呈中性 D、c(OH-=100c(H+3、在pH=1的硫酸溶液中,由水電離出的H+的濃度為( )A、0 B、0.1mol/L C、10-7mol/L D、10-13mol/L4、0.01mol/L的NaOH溶液中的c(H+是0.0005mol/L的Ba(OH2溶液中c(H+的( )A、10倍 B、20倍 C、倍 D、倍5、在25時,pH=0的溶液中,下列說法正確的是

18、( )A、c(H+=0 B、c(H+<c(OH- C、c(H+·c(OH-=10-14 D、c(H+>c(OH-6、中和10mL 1.0mol/L的HCl溶液,需要消耗相同體積的NaOH溶液或氨水,則NaOH溶液和氨水的( )A、pH值相同 B、電離度相同 C、物質的量濃度相同 D、溶質的質量相等7、常溫下某溶液中OH的濃度是H+濃度的10000倍,該溶液的pH為( )A、5 B、8 C、9 D、138、下列說法中正確的是( )A、100mL pH=3的鹽酸和醋酸溶液,與足量鋅反應,起始時二者產生氫氣的速率基本相等。B、100mL 1mol/L的鹽酸和50mL 2mol/

19、L的鹽酸分別與足量的鋅反應,二者放出氫氣的速率和質量均相等。C、100mL pH=3的鹽酸和醋酸溶液,與足量鋅反應后,所得氫氣的質量相等。D、100mL 0.1mol/L的硫酸和鹽酸溶液,與足量鋅反應后,前者放出氫氣的質量是后者放出氫氣質量的2倍。9、下列試紙中,在測溶液的性質時,預先不能用蒸餾水潤濕的是( )A、石蕊試紙 B、醋酸鉛試紙 C、KI淀粉試紙 D、pH試紙10、已知D2O能發生類似于H2O的電離:D2OD+OD-。常溫時,c(D+·c(OD-=2×10-15,則下列敘述正確的是( )A、當pD=7時,溶液呈中性 B、pD+pOD=14C、0.1mol/L的DCl溶液中pD=1 D、0.1mol/L的NaOD溶液中pD=13二、填空題:11、HA、HB、HC三種一元弱酸溶液的濃度都是0.1mol/L。在室溫時,HA溶液中A的濃度是1.32×10-3mol/L,HB的電離度是1.15%,HC溶液的pH值等于3,這三種酸的酸性由強到弱的順序是 。12、將pH=3的某一元

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