溶液pH计算的主要题型计算方法
- 格式：doc
- 大小：148.00 KB
- 文档页数：7
有关pH计算的主要题型及计算方法 根据pH＝－lgc(H＋)，因此计算溶液的pH的关键是计算溶液中H＋的浓度。下面进行分类讨论： 一、单一溶液pH的计算 1.强酸溶液 强酸溶液的pH计算方法是：根据酸的浓度先求出强酸溶液中的c(H+)，然后对其取负对数，就可求得pH。 【例1】．求25℃时，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=2
2.强碱溶液 强酸溶液的pH计算方法是：根据碱的浓度先求出强碱溶液中的c(OH-)，然后利用该温度下的Kw求出c(H+)，然后求pH。
【例2】．求25℃时，10-5mol/L的NaOH溶液的pH 解：10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-5mol/L,则
1495Kw110cHmol/L110mol/L110cOH
,故pH=9
变式：若题中改为100℃，则1275Kw110cHmol/L110mol/L110cOH
,故pH=7
注意：求强碱溶液pH的另一方法是：先求出该溶液的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，则pOH=－lgc(OH-)=5
故：25℃时，pH=14-pOH=9； 100℃时，pH=12-pOH=7
3.其它溶液 其它溶液的pH计算方法是：想办法求出溶液中的c(H+)然后取负对数
【例3】．求25℃时，某浓度的CH3COOH溶液中，由水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,求该溶液的 pH 解：由题中水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,可得c(OH-)=1×10-12mol/L，则溶液中的
14212Kw110cHmol/L110mol/L110cOH
,故pH=2。
注意：解本题要求出溶液中的总的H+浓度，而不可根据水电离的c(H+)直接求算。
【例4】．求25℃时，某浓度的NH3·H2O溶液中，由水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,求该溶液的pH 解：由题中水电离的c(H+)=1×10-12mol/L，可得溶液中的c(H+)=1×10-12mol/L，故pH=12。
【例5】．某地酸雨经检验除H+和OH-外，还含有Na+、Cl-、NH4+和SO42-等离子，其浓度分别为： c(Na+)=7.0×10-6mol/L，c(Cl-)=3.5×10-5mol/L，c(NH4+)=2.3×10-5mol/L，c(SO42-)=2.5×10-6mol/L，则该酸雨的pH值为 。 解：由溶液中离子电荷守恒可得阴、阳离子电荷相等关系式如下： c(Na+) + c(NH4+) + c(H+)＝2c(SO42-) + c(Cl－) + c(OH－)， c(H+)－c(OH－)＝2×2.5×10－6mol/L + 3.5×10－5mol/L－7.0×10－6mol/L－2.3×10－5mol/L ＝1.0×10－5
mol/L，
又 Kw=c(H+)×c(OH－)=1×10-14 mol/L 故pH＝5。（溶液显酸性，此处氢氧根离子浓度可以忽略）
二、稀释型（指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用） 实质：稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式：C1V1＝C2V2，据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。 特殊结论： ⒈若为酸： 强酸，PH＝a,稀释10n倍，PH＝a+n ； 若为弱酸，PH＝a,稀释10n倍,a＜ PH＜a+n； 若酸的溶液无限稀释，则无论酸的强弱，PH一律接近于7 ⒉若为碱： 强碱，PH＝a,稀释10n倍, PH＝a－n； 弱碱，PH＝a,稀释10n倍, a－n. ＜ PH＜a； 若碱的溶液无限稀释，则无论碱的强弱，PH一律接近于7。
【例6】．下列六种情况下的PH分别为多少? ⑴PH＝2的HCl溶液稀释1000倍，所得溶液的PH（ ） ⑵PH＝2的CH3COOH溶液稀释1000倍，所得溶液的PH（ ） ⑶PH＝2的HCl溶液无限稀释，所得溶液的PH（ ） ⑷PH＝11的NaOH溶液稀释100倍，所得溶液的PH（ ） ⑸PH＝11的NH3·H2O溶液稀释100倍，所得溶液的PH（ ） ⑹PH＝10的NaOH溶液无限稀释，所得溶液的PH（ ）
解答：应用上述方法，不难得出正确答案分别为：
（1）5； （2）2＜PH＜5； （3）接近7； （4）9； （5）9＜PH＜11； （6）接近7。 【例7】．99 mL 0.5 mol/L硫酸跟101 mL1 mol/L氢氧化钠溶液混合后，溶液的pH值 A. 0.4 B. 2 C. 12 D. 13.6
解析：本题可按两种处理方法。
(1)可理解为99 mL 0.5 mol/L硫酸与99 mL 1 mol/L氢氧化钠完全反应，余下的2mL氢氧化钠溶液稀释为200mL，即c(OH－)＝1 mol/L×2200＝0.01mol /L，pOH＝2，pH＝12。 (2)1 mol/L氢氧化钠溶液的pH＝14，由(1)知，余下的2mL氢氧化钠溶液稀释为200mL，稀释了100倍，按照稀释规律，溶液的pH值要减小2个单位，(强酸溶液稀释10n倍，溶液的pH值增加n个单位，强碱溶液稀释10n
倍，溶液的pH值减少n个单位)由14降到12，故应选C。 注：酸碱稀释的pH变化也可借助图像来帮助理解 三、混合型（多种溶液混合） （1）强酸混合 强酸混合后溶液的pH求算的方法是：先求出混合后的c(H+)混，
即：121212cHVcHVcHVV混＋＝,再根据公式pH=-lgc(H+)求pH。
（2）强碱溶液混合 强碱混合后溶液的pH求算的方法是：先求出混合后的c(OH-)混
即：121212cOHVcOHVcOHVV混＋＝，再通过ＫＷ求出c(H+),最后求pH。
（3）0.3规则（近似规则） 若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合，且其PH相差2个或2 个以上时，混合液的PH有如下近似规律： 两强酸等体积混合时，混合液的PH=PH小+0.3； 两强碱等体积混合时，混合液的PH=PH大－0.3。
如pH＝３和pH＝５的两种盐酸等体积混合后的pH＝ 。 若按体积比2：3混合后溶液的pH= 。 如pH＝９和pH＝11两种NaOH溶液等体积混合后的pH＝ 。 若按体积比2：3混合后溶液的pH= 。 （4）强酸和强碱溶液混合 这里的混合，实为中和，要发生反应：H+＋OH-＝H2O,中和后溶液的pH有三种情况： ①若恰好中和，pH＝７
②若酸有剩，根据中和后剩余的c(H+),即121212cHVcOHVc(H)VV（过）－,再求pH。；此时pH＜7
③若碱有剩，根据中和后剩余的c(OH-),即1212()12cOHVcHVc(OH)VV过－，然后通过ＫＷ求出c(H+)，最后求pH。此时pH＞7 【例8】.求99mL，pH=1的H2SO4与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：酸过量(0.0320.03)molc(H)0.02mol/LV混
混
故pH=1.7
溶液混合pH计算原理的应用 应用一：酸与碱溶液混合后的酸碱性判断 【例10】． 有下列几种选项可供选择，请将代号填入相应的括号内 A ．PH ﹥7 B． PH﹤7 C． PH≤7 D． PH≥7 E． PH＝7 F．无法确定 ⑴PH＝2的HCl与PH＝12NaOH溶液等体积混合后,溶液的PH为（ E ） ⑵PH＝2的HCl与PH＝12的NH3·H2O溶液等体积混合后，溶液的PH为（ A ） ⑶PH＝2的CH3COOH溶液与PH＝12NaOH溶液等体积混合后，溶液的PH为（ B ） ⑷PH＝2的酸与PH＝12NaOH溶液等体积混合后，溶液的PH为（ C ） ⑸PH＝2的HCl与PH＝12某碱溶液等体积混合后，溶液的PH为（ D ） ⑹PH＝2的某酸与PH＝12某碱溶液等体积混合后，溶液的PH为（ F ）
解析：上述试题特点有以下几点:⒈酸与碱的PH之和为14；⒉酸与碱溶液的体积相等。
结论：酸与碱溶液混合后的酸碱性判断取决于酸碱的强弱： ⒈同强显中性； ⒉谁弱谁过量，显谁性。酸弱酸过量，显酸性，PH＜7。 答案：（1）E （2）A （3）B （4）C （5）D （6）F
应用二：强酸强碱溶液中和显中性后PH与体积之比关系的计算 一般通式：若酸的PH＝a，体积为V(酸)，碱的PH＝b，体积为V(碱)，混合后溶液呈中性，则酸碱溶液的PH之和与它们的体积之比的关系为：
根据中性溶液中:n(H+) ＝n(OH-)，有14a()()b1010VV10酸碱, ()ab14()V10V酸＋－碱
【例11】．将pH=3的H2SO4 溶液和pH=12的NaOH溶液混合,当混合液的pH=10时,强酸和强碱的体积之比为______________
答案：9：1【提示：c(OH-)×V碱-c(H+)×V酸=c(OH-)混合×(V酸+V碱) 】
【例12】．在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合之前，该强酸、强碱的pH值之间应满足的关系是：______________。
解析：本题着重考查pH值的概念与计算，考查方式是把特殊和具体的问题与普遍、一般的规律结合起来，检
查逻辑思维与逆向思维能力，即考查思维的严密性与整体性，在阅读中必须解析出题干中“两种溶液混合后溶液呈
