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高三化学每日一读一练:溶液的pH计算(原创)解析

来源:华佗小知识


一、求强酸溶液的pH值。 【例1】求0.01 mol·LHCl溶液的pH。 解:c(H)=1×10mol·L

pH= - lg{c(H)}=- lg10=2 【练习】将含4.9×10gH2SO4的溶液稀释致1L,求所得溶液的pH值。 【解题思路】V·ρ·w%→m→n→c→c(H)→pH

【字母含义】V:表示溶液的体积;ρ:表示溶液的密度;w%:表示溶液的质量分数;m:表示溶质的质量;

n:表示溶质的物质的量; c:表示溶液的物质的量浓度(以下同)。 二、求强碱溶液的pH值。

【例2】求0.001 mol·LNaOH溶液的pH。 解:c(OH)=1×10mol·L Kω 10 (mol·L)

+-14-12 -11-1--3-1-1+-3+-2+-2-1-1 c(H)= ———— = ———————— = 10 mol·L c(OH) 10 mol·L

pH= - lg{c(H)}=- lg10 =11

【解题思路】c→c(OH) = ———— →c(H)→pH

c(OH)

【练习】求常温下下列三种溶液的pH:①纯水②将含4.9×10gH2SO4的溶液稀释致1L所得溶液③c(OH)=1 ×10 mol·LK OH溶液。

【小结】常温时:中性溶液c(H)=c(OH)=1×10 mol·L pH=7 酸性溶液c(H)﹥c(OH) c(H)﹥1×10 mol·L

+-+-7+-+-7-1 -1+--7-1-4-1-3---+ +-11--3-1pH﹤7 碱性溶液 c(H)﹤c(OH) c(H)﹤1×10 mol·L pH﹥7 换算关系:

Kω== c(H)·c(OH) pH= - lg{c(H)}

c(OH)=============== c(H) ================= pH -++-+(碱性溶液) (酸性溶液)c(H)=10 +-pH

【小结】溶液酸性越强,其pH越小;溶液碱性越强,其pH越大。 PH适用于表示稀溶液的酸碱性,区间0-14。

三、求弱酸溶液的PH 值

※【例3】求25℃时,0.1 mol·LHCN溶液的pH 值。(已知Ka(HCN)=4.9×10)

解: c(H)=

++-1-10 ==√ 4.9×10×0.1 =7×10 mol·L。 -6-10-6-1pH= - lg{c(H)}= - lg7×10=6-- lg7=6-0.8451=5.15

【解题思路】c→c(H)== ※四、求弱碱溶液的pH值 【例4】求25℃时,0.1 mol·LNH3·H2O溶液的pH 值(Kb=1.8×10)。 解:[OH]= +--1-5+

→pH =√ 1.8×10×0.1 =1.34×10 mol·L -14 -5-3-1 Kω 10 - -12-1 c(H)= ———— = ———— = 7.52× 10 mol·L c(OH) 1.34×10 +-3 pH= - lg{c(H)}= - lg 7.52× 10==12- lg 7.52=12-0.8752=11.13 -12 Kω

【解题思路】 c→ [OH]= -

→c(H)= ———— →pH -+ c(OH)

五、求强酸、强碱混合溶液的 pH 值。 1、酸与酸混合溶液的pH值。

【例5】pH=3和 pH =5的盐酸等体积混合,求混合溶液的pH 值。 10V+10V

解:c(H)混合液= ————— =5.05×10 mol·L 2 V

pH= - lg{c(H)}= lg 5.05×10=4 - 0.7=3.3

【思考】若把上题改为:pH=3的盐酸和 pH =5的硫酸等体积混合,求混合溶液的pH,答案又如何? 2、碱与碱混合。

【例6】将 pH 值为8的NaOH溶液与 pH 值为10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中的c(H)最接近于

( )。混合液的pH为多少? (A)½(10+10) mol·L (B)(10+10) mol·L (C)(1×10+5×10) mol·L (D)2×10 mol·L

解: 10 V +10V

c(OH)= —————— == 5.05×10mol·L

2V Kω 10 +

--14 --5-1-6-4-14-5-1-10-1-8-10-1-8-10-1++-4+-4-1-2-3 -10-1 c(H)= ———— = ———— = 2×10 mol·L c(OH) 5.05×10 pH= - lg{c(H)}= lg 2×10=10- lg 2=10-0.3=9.7 此类题常见错解:

10 V +10V

c(H) = —————— == 5.05×10mol·L 2V

pH= - lg{c(H)}= lg5.05×10

-+-9 +-9-1-8-10+-10-5=9- lg5.05=9-0.7=8.3 +【解题思路】先求混合液的c(OH),再求混合液的c(H)→pH。

【规律】 a、当两酸溶液pH差≧2时,等体积混合液的pH为pH小者+0.3; b、当两碱溶液pH差≧2时,等体积混合液的pH为pH大者-0.3。 3、酸与碱混合。【例7】100 mL0.6 mol·L盐酸加到等体积0.4 mol·LNaOH溶液中,所得溶液中的 pH值是( )。

(A)0.2 (B)0.7 (C)1.0 (D)2.0 解: 100 mL×0.6 mol·L - 100 mL× 0.4 mol·L

c(H)= ——————————————————— = 0.1 mol·L 100 mL+100 mL

pH= - lg{c(H)}= - lg 0.1=1

【解题思路】先求混合液剩余H或OH的浓度,再求混合液的pH。 【练习】

1、99 mL0.1mol∕L盐酸和101 mL0.05mol∕LBa(OH)2溶液相混合,溶液的pH 值为( )。

A. 1.7 B. 10.7 C. 11 D. 11.3

2、等体积的0.1mol/L的盐酸与0.06mol/L的Ba(OH)2溶液混合后,溶液的pH等于( ) +-++-1-1-1-1-1 A.2.0

六、相当等势问题:【例8】在10 mL0.01 mol·L的AgNO3溶液中加入10 mL 0.02 mol·L的盐酸,求反应后混合溶液的 pH 值(假设体积为二者之和)。

解: 10 mL×0.02 mol·L c(H)= ·L

10 mL+ 10 mL

pH = - lg{c(H)}= - lg0.01=2

【解题思路】两溶液混合,虽然发生反应,但不消耗H或OH,混合液中所含H或OH的总量基本不变,

即称为相当等势。所求混合液中c(H)或c(OH)只是因稀释而减小。 2、在30 mL0.002 mol·L的Na2CO3溶液中加入10 mL 0.02 mol·L的Ba(OH)2溶液,求混合溶液的 pH。

七、有关稀释问题:1、较浓酸或碱稀释体积倍数较少时:如pH=3盐酸10 mL稀释至 1 L,其稀释液pH为5。 2、极限稀释问题:

【例9】pH=5的盐酸1 mL稀释至 1 L ,溶液的PH是否等于8? 解:因稀释后酸已很稀 故此时应考虑水的电离。 设由水电离出的c(H)为x,则有:

H2O =======H

++ -8--1+-1-1+-+-+-++-1-1-1-1B.12.3 C.1.7 D.12.0 + OH -8-14- x+10 mol·L x 因c(H)总· c(OH)== Kω,故有:x·(x+10 mol∕L)==1×10 解得:x==9.5×10 mol·L c(H)总==10 mol∕L+9.5×10 mol·L=1.05×10 mol·L pH= - lg{c(H)}= - lg1.05×10=7-0.0212==6.9788

3、弱酸稀释问题:如pH=4的醋酸体积稀释至原来的10倍,则pH值为多少? 解析:因稀释使弱酸的电离平衡正向移动。故此时有: 3﹤pH﹤4 。

八、求反应后溶液的pH值。【例10】往100mL FeCl3溶液中通入足量的H2S,结果得到0.32g沉淀,求反应后溶液的pH值(假设溶液 体积不变)。

解: 2FeCl3+H2S===2FeCl2 + S↓ + 2HCl 32g 2 mol

0.32g n(H) 0.32g×2 mol

n(H) == ----------------- == 0.02 mol ; 32g

c(H)==0.02 mol∕0.1L=0.2 mol·L

pH= - lg{c(H)}= - lg0.2==1- lg2==1-0.3=0.7 【例11】下列说法正确的是( )。

(A)两种酸溶液等体积混合后,其混合液的pH值一定小于7。 (B)酸溶液中加入蒸馏水,其pH值一定增大。

(C)等体积的两种酸溶液分别与足量的镁粉反应,pH值大的产生的H2一定少。

(D)两种pH值相等酸溶液,其导电能力一定相等。 解析:采用举例法。(A) 2H2S+ H2SO3===3S↓+3 H2O (B) 纯醋酸稀释。 ++-1+++-7+-8-8-1-7-1-8-1 (C)如1 mol·L盐酸的pH值小于2mol·L醋酸溶液的pH值,但与足量的镁 粉反应,醋酸产生的H2,比盐酸多。 故选(D)。

1.现有常温时pH= 1的某强酸溶液 10mL, 下列操作能使溶液的pH变成2 的是 A.加水稀释成 100 mL B.加入 10mL 的水进行稀释

C.加入 10mL 0.01mol•L 的NaOH 溶液 D.加入 10mL 0.01mol•L 的HCl溶液 pH与溶液体积(V)的关系如图1所示,下列说法正确的是 ( )

A.X、Y两种碱的物质的量浓度一定相等 B.稀释后,X溶液碱性比Y溶液碱性强 C.若9<a<11,则X、Y都是弱碱

D.完全中和X、Y两溶液时,消耗同浓度盐酸的体积VX>VY -1-1 -1-1 ( )

2.pH=11的X、Y两种碱溶液各10mL,分别稀释至1000mL。其 图1 ( )

3.下列叙述正确的是

A.pH=2的醋酸加水稀释100倍后,溶液pH值等于4。

B.室温下,物质的量浓度相同的苯甲酸钠溶液比碳酸钠溶液的碱性强。

C.相同温度下,pH=2的氯化铁溶液中水的电离度比pH=1的硫酸溶液中水的电离度大。 D.pH=3的溶液与pH=11的溶液等体积混合后,溶液一定呈中性 ( )

A.相同温度下,强电解质饱和溶液的导电能力强于弱电解质饱和溶液

4.下列说法正确的是

B.室温下,等体积混合pH=4的某酸HA和pH=10的KOH溶液,所得溶液的pH=7 C.室温下,将pH=3的盐酸和醋酸稀释相同倍数时,盐酸的pH改变较大

D.室温下,0.1mol•LH2SO4和0.1mol•LNaOH溶液等体积混合后,所得溶液的pH=7 5.有一元酸和一元碱两种溶液,其pH分别为2和12 ,两溶液等体积混

合后的pH为( ) A.一定大于7 B.一定小于 7 C.一定等于7 D.大于、小于或等于7都有可能 6.室温时,下列混合溶液的pH一定小于7的是

A.pH = 3的盐酸和pH = 11的氨水等体积混合 B.pH = 3的盐酸和pH = 11的氢氧化钡溶液等体积混合 C.pH = 3的醋酸和pH = 11的氢氧化钡溶液等体积混合 D.pH = 3的硫酸和pH = 11的氨水等体积混合

7.用0.1mol/L的NaOH溶液滴定100mL0.1mol/L盐酸时,如果滴定误差在±0.1%以内,反应完毕后,溶液 的pH范围是 A.6.9~7.1 + -1

-1 ( ) ( )

B.3.3~10.7

C.4.3~9.7 C.13 D.6~8

8.25℃时,向V mL PH=a的盐酸中,滴加10V mL pH=b的NaOH溶液,所得溶液中Cl的物质的量恰好等

于Na的物质的量,则a+b的值是 A.15 B.14

( ) D.不能确定

9.C1、C2、α1、α2、pH1、pH2分别表示两种一元弱酸的物质的量浓度、电离度和溶液的pH。如果已知pH1α2,则C1与C2的关系 ( ) A.C1>C2 B. C1=C2 C. C110.常温时,以下4种溶液pH最小的是 ( ) (A) 0.01 mol·L 醋酸溶液(B) 0.02 mol·L醋酸与0.02 mol·LNaOH溶液等体积混合液 -1-1

(C) 0.03 mol·L醋酸与0.01 mol·LNaOH溶液等体积混合液 (D) pH=2的盐酸与pH=12的NaOH溶液等体积混合液

11. 现有物质的量浓度相同的7种溶液:(a)NaHSO4,(b)NaHCO3;(c)H2SO4;(d)Al2(SO4)3;(e)Na2CO3;(f)Na2SO4

; -1 -1 -1

(g)Ba(OH)2;pH由小到大的顺序为

A.(c)(a)(b)(d)(f)(e)(g) B.(c)(a)(d)(f)(b)(e)(g) C.(g)(e)(b)(f)(d)(a)(c) D.(c)(a)(d)(f)(e)(b)(g)

12.在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐渐加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba恰

好完全沉淀时,溶液pH=11。若反应后溶液的体积等于之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是 ( ) A.1:9 B.1:1 C.1:2 D.1:4

13.(2002新课程理综,11,6分)有人建议用AG表示溶液的酸度(acidity grade),AG的定义为AG=lg[c(H)/ c(OH)]下列表示正确的是 ( )A.在25C时,若溶液呈中性,则pH=7,AG=1

B.在25C时,若溶液呈酸性,则pH﹤7,AG﹤0 C.在25C时,若溶液呈碱性,则pH﹥7,AG﹥0

D.在25C时,溶液的pH与AG的换算公式为AG=2(7-pH)

14.在某浓度的氯化钡溶液VmL中,加入一定体积、物质的量浓度为0.0500mol·L的稀硫时,两者恰好

完全反应,此时溶液的pH=3试求:

15.常温下,将一定浓度的NaOH溶液逐滴加入到20.00mL一 定物质量浓度的硫酸中,反应过程中溶液pH和所加NaOH 溶液的体积关系如下图所示:

(1)由图可知,硫酸的物质的量浓度为 (2)计算NaOH溶液的物质的量浓度:

(3)计算加入10mLNaOH溶液时,溶液的pH(已知1g2=0.3, 混合后溶液的体积按混合前两种溶液的体积之和计 算)

参:1、A 2、C 3、C 4、C 5、D 6、C 7、C 8、C 9、D 10、A

11、B 12、D 13、D

14.解:设稀硫酸的体积为xmL,氯化钡溶液浓度为y mol·L -1-10000-+2+( ) (1)加入稀硫酸的体积(用含V的计算式表示,设溶液混合时体积变化忽略不计); (2)原氯化钡溶液的物质的量浓度。 0.0500⨯x⨯2V=1⨯10-3 解得: x=(ml) V+x99 V=V⨯y y=5.05×10 mol·L-1 (2)0.0500⨯99(1)-4 15.(1)0.05mol·L (2)0.08mol·L-1-1 (3)PH=1.4

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