趙園園
溶液pH的計(jì)算是中學(xué)化學(xué)中的重要內(nèi)容,為了更好的學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容,下面將其常見(jiàn)考點(diǎn)總結(jié)如下。
1.單一溶液型
(1)強(qiáng)酸溶液的解題思路:c→c(H+)→pH。如HnA,設(shè)物質(zhì)的量濃度為c mol·L-1,c(H+)=nc mol·L-1,pH=-lg{c(H+)}=-lgnc。
(2)強(qiáng)堿溶液的解題思路:c→c(OH-)→c(H+)→pH。如B(OH)m,設(shè)物質(zhì)的量濃度為c mol·L-1,c(H+)=10-14/mc mol·L-1,pH=-lg{c(H+)}=14+lgmc。
例1 在25℃時(shí),某溶液中,由水電離出來(lái)的c(H+)=1×10-12mol·L-1,則該溶液的pH可能是( )。
A. 12 B. 7 C. 6 D. 2
解析 這種類型題一般可以直接利用pH定義式進(jìn)行計(jì)算。25℃時(shí)純水中電離出來(lái)的c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol·L-1,顯然水的電離被抑制,而抑制水電離的原因是溶液中的c(H+)或c(OH-)增大。若c(H+)增大,根據(jù)水的離子積則有c(H+)=1×10-2mol·L-1,pH=2。若c(OH-)增大,同理則得c(OH-)=1×10-2mol·L-1,c(H+)=1×10-12mol·L-1,pH=12。答案:A、D。
2.溶液稀釋型
(1)pH=a的酸
①?gòu)?qiáng)酸,稀釋10n倍,pH=a+n;
②弱酸,稀釋10n倍,a ③無(wú)限稀釋,不論酸的強(qiáng)弱,pH均趨近于7(當(dāng)pH接近6的時(shí)候,再加水稀釋,不能再忽略由水電離提供的H+)。 (2)pH=b的堿 ①?gòu)?qiáng)堿,稀釋10n倍,pH=b-n; ②弱堿,稀釋10n倍,b>pH>b-n; ③無(wú)限稀釋,不論堿的強(qiáng)弱,pH均趨向于7(當(dāng)pH接近8的時(shí)候,再加水稀釋,不能再忽略由水電離提供的OH-)。 (3)同體積同pH的強(qiáng)酸和弱酸,同倍稀釋,強(qiáng)酸的pH變化大,弱酸的pH變化小。
A.A酸比B酸的電離程度小
B.B酸比A酸容易電離
C.B是弱酸,A是強(qiáng)酸
D. pH=1時(shí),B酸的物質(zhì)的量濃度比A酸大
解析 如果一元酸是強(qiáng)酸,pH=1時(shí),c(H+)=1×10-1mol·L-1,加水稀釋103倍后,此時(shí),c(H+)=1×10-4mol·L-1,pH=4。如果是一元弱酸,則1 3.溶液混合型 (1)同性混合 ①兩強(qiáng)酸混合由c(H+)混=c(H+)1V1+c(H+)2V2V1+V2,先求出混合后的c(H+)混,再根據(jù)pH=-lgc(H+)混求得pH。注意:若兩強(qiáng)酸等體積混合,則pH=pH小+0.3。如pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合后,pH=3.3。 ②兩強(qiáng)堿混合由c(OH-)混=c(OH-)1V1+c(OH-)2V2V1+V2求出混合后的c(OH-)混,再通過(guò)Kw求出c(H+),最后求pH。注意:若兩強(qiáng)堿等體積混合,則pH=pH大-0.3。如pH=9和pH=11的兩種燒堿溶液等體積混合后,pH=10.7。 (2)異性混合: Ⅰ. 等物質(zhì)的量濃度的一元酸、堿等體積混合規(guī)律: ①若為強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合,則pH=7; ②堿強(qiáng)酸弱,則pH>7,反之,則pH<7; 注意:①若有a、b、d,必有相應(yīng)的混合對(duì)象c;②若有a、b、c,必有相應(yīng)的中和結(jié)果d;③若有b、c、d,必有相應(yīng)的混合前條件a。 (2)強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液pH之和的規(guī)律:強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合,且混合后溶液呈中性,則必有c(H+)酸·V酸=c(OH-)堿·V堿,故有c(H+)酸c(OH-)堿=V堿V酸。由堿中c(OH-)堿=10-14c(H+)堿,代入上式得:c(H+)酸·c(H+)堿=10-14·V堿V酸,兩邊取負(fù)對(duì)數(shù)得:pH酸+pH堿=14-lgV堿V酸。 例3 用0.10 mol·L-1 NaOH溶液滴定0.10 mol·L-1鹽酸,如到達(dá)滴定終點(diǎn)時(shí)不慎多滴加了1滴NaOH溶液(1滴溶液的體積約為0.050 mL),繼續(xù)加水至50 mL,所得溶液的pH是( )。 A. 4 B. 7.2 C. 10 D. 11.3 解析 滴定結(jié)束后,NaOH過(guò)量,先求中和后剩余的c(OH-)余= c(OH-)·V(OH-)-c(H+)·V(H+)V(OH-)+V(H+),再通過(guò)Kw求出c(H+)=Kw/c(OH-)余,最后求出pH=-lgc(H+)。本題為堿過(guò)量,c(OH-)=0.050 mL×0.10 mol·L-1/50 mL=1×10-4 mol·L-1,c(H+)=1×10-10mol·L-1,pH=10。答案:C。 例4 在室溫下等體積的酸和堿的溶液,混合后pH一定小于7的是( )。 A.pH=3的硝酸和pH=11的氫氧化鉀溶液 B.pH=3的鹽酸和pH=11的氨水 C.pH=3的硫酸和pH=11的氫氧化鈉溶液 D.pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鋇溶液 解析 A中HNO3+KOHKNO3+H2O,二者完全反應(yīng)溶液呈中性;B中NH3·H2O是弱電解質(zhì),HCl+NH3·H2ONH4Cl+H2O,NH3·H2O大大過(guò)量,溶液呈堿性,pH>7;C中H2SO4+2NaOHNa2SO4+2H2O,二者完全反應(yīng)溶液呈中性;D中CH3COOH是弱電解質(zhì),二者反應(yīng)后CH3COOH大大過(guò)量溶液呈酸性,pH<7。答案:D。 例5 (1)室溫下將pH=8的NaOH溶液與pH=11的NaOH溶液等體積混合后,溶液的pH= (收稿日期:2015-01-13)