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溶液pH有关的计算

溶液的pH有关的计算

【考纲解读】

1、了解水的离子积常数,掌握溶液中H+和OH-浓度的关系,能进行简单计算

2、了解溶液pH的定义。

了解测定溶液pH的方法,能进行pH的简单计算。

【能力解读】

掌握水的电离平衡,根据水的离子积常数和PH的概念进行简单计算,能灵活的利用PH表达溶液的酸碱性。

【考点突破】

1.pH=-lgc(H+),pOH=-lgc(OH-),pH+pOH=pKw=14

2.pH值的适用范围是溶液的c(H+)小于或等于1mol/L。

3.c(H+)是电解质已电离出的H+离子的物质的量浓度。

4.

   类别

      条件

   近似计算

 强酸与强酸

pH值相差2或2以上,pHA<pHB(等体积混合)

 pHA+0.3

 强酸与强酸(一元)

不等体积混合

 c(H+)混=

 强碱与强碱

pH值相差2或2以上,pHA<pHB(等

体积混合)

 pHB-0.3

 强碱与强碱

不等体积混合

 c(OH-)混=

 强酸与强碱

pH酸+pH碱=14(等体积混合)

 pH=7

pH酸+pH碱>14(等体积混合)

 pH碱-0.3

pH酸+pH碱<14(等体积混合)

 pH酸+0.3

5.不同体积不同pH值溶液混合,若二者为强酸,则求出混合溶液的c(H+),求pH值;若二者为强碱,则必须求出混合后溶液的c(OH-)值再化为pH值。

若一强酸与一强碱,则求出H+离子或OH-离子后,求得c(H+)化为pH值或求c(OH-)再化为pH值。

【考查方向】

一、常见pH计算的题型

第一类:

强酸、强碱溶液的pH计算

(1)强酸溶液的pH计算,应用下式:

c(H+)溶=c(H+)酸+c(H+)水由于c(H+)水与c(H+)酸相差倍数甚远,所以pH=-lgc(H+)酸,即把水的电离忽略不计了。

但溶液中c(OH-)一定是由水电离来的,所以c(OH-)溶=c(OH-)水。

(2)如果强酸的浓度接近于10-7mol/L,那么c(H+)溶=c(H+)酸+c(H+)水,水的电离不能忽略。

pH=-lgc(H+)溶=-lg{c(H+)酸+10-7}

(3)如果已知某多元强酸的物质的量的浓度(C),那么:

pH=-lgc(H+)=-lg(n·C)(n为酸的元次)

(4)如果求强碱溶液的pH时,应注意必须先求c(OH-)或pOH后,再求c(H+)或pH,否则,易出错。

c(OH-)溶=c(OH-)碱+c(OH-)水c(H+)溶=c(H+)水

第二类:

弱酸、弱碱溶液的pH计算

(1)已知某一元弱酸的物质的量的浓度,则c(H+)溶=c(H+)酸+c(H+)水;而水的电离能否忽略不计,应分析c(H+)酸与c(H+)水的倍数。

一般二者相差103或103以上,c(H+)水可忽略不计。

由于弱酸是部分电离,所以c(H+)酸=α·C

c(H+)溶=c(H+)酸=α·C,pH=-lgc(H+)=-lg(α·C)

也就是弱酸的pH计算与强酸的不同点,就是要利用电离度求c(H+)。

(2)有关弱碱溶液的pH计算,首先要求pOH或c(OH-),第二点要注意c(OH-)应利用电离度。

第三要考虑水的电离能否忽略不计。

pH=14-pOH=14-lgc(OH-)溶=14-lgα·C(当水的电离忽略时,弱碱为一元时)

第三类:

两种溶液混合后的pH计算

(1)酸溶液和碱溶液的混合,即两种溶液混合后能发生化学反应的,求反应后溶液pH的计算。

此类型一定要分析清楚混合的溶液是什么溶液,从而找出c(H+)溶,继而再求pH。

(2)同种溶质不同浓度的酸或碱溶液的混合,此类型一定要注意溶液的体积。

如果是等体积混合,可以利用快解规律。

如果为不等体积的混合,一定要注意混合后的溶液体积不能等于混合前两溶液的体积之和。

应利用混合后,溶液的密度求溶液的体积。

如果题目中未给密度,则V混=V1+V2即混合后溶液体积等于混合前两溶液的体积之和。

第四类:

浓溶液稀释后的pH计算

(1)强酸溶液稀释10倍,其pH增大一个单位。

如果强酸的浓度接近于10-7mol/L时,无论稀释多少倍,其pH只能是接近于7,但要小于7而显酸性。

(2)强碱溶液稀释100,其pH减小2个单位。

同理,如果强碱溶液中的c(OH-)≤10-8mol/L时,则无论稀释多少倍,其pH只能接近于7但要大于7而显碱性。

二、高考真题

1.(2004江苏卷.10)用pH均为2的盐酸和醋酸溶液,分别中和等体积、等物质的量浓度的氢氧化钠溶液,当氢氧化钠恰好被完全中和时,消耗盐酸和醋酸溶液的体积分别为Vl和V2,则Vl和V2的关系正确的是

A.V1>V2B.V1

〖解析〗:

因为醋酸是弱酸,pH均为2的盐酸和醋酸溶液,醋酸的浓度大于盐酸,中和等量的NaOH,消耗盐酸体积大。

〖答案〗A

2.(2004上海卷.21)常温时,向pH=2的硫酸中加入等体积的下列溶液后,滴入甲基橙试液,出现红色,该溶液可能是

A.pH=12的Ba(OH)2B.pH=12的氨水

C.0.005mol/LNaOHD.0.05mol/LBaCl2

〖解析〗:

A中,pH=12的Ba(OH)2含有的OH-和pH=2的硫酸中含有的H+数相等,混合溶液PH=7,甲基橙显黄色;B中,由于一水合氨为弱碱,pH=12的氨水和pH=2的硫酸混合,溶液显碱性,甲基橙显黄色;C中,c(H+)=

=0.0025mol/L,PH<3,甲基橙显红色;D中,c(H+)=

mol/L=0.005mol/L,PH<3,甲基橙显红色。

〖答案〗CD

3.(2004全国Ⅱ.11)1体积pH=2.5的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应,则该碱溶液的pH等于()

A.9.0B.9.5C.10.5D.11.0

〖解析〗:

10-2.5=10×c(NaOH),c(NaOH)=10-3.5mol/L,POH=3.5,PH=14-3.5=10.5

〖答案〗C

4.(2004全国春季理综.11)若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的氢氧化钠溶液完全反应,则二者物质的量浓度之比应为()

A.10:

1B.5:

1C.1:

1D.1:

10

〖解析〗:

2c(H2SO4)=c(NaOH)×10moL,c(H2SO4):

c(NaOH)=5:

1

〖答案〗B

5、【04全国理综.10】常温时,以下4种溶液pH最小的是

A.0.01mol·L-1醋酸溶液

B.0.02mol·L-1醋酸与0.02mol·L-1NaOH溶液等体积混合液

C.0.03mol·L-1醋酸与0.01mol·L-1NaOH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

〖解析〗:

A的pH大于2;B中两者完全反应,但生成的醋酸钠显碱性,pH大于7;C中酸过量,反应显酸性,但pH应比A大;D中完全反应,溶液呈中性,pH等于7。

故应选A。

〖答案〗:

A

6、(05江苏.8)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。

若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是

A.1∶9B.1∶1C.1∶2D.1∶4

〖解析〗:

设Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是a:

b

Ba(OH)2溶液中n(OH-)=10-2amol,由于Ba2+恰好完全沉淀,Ba(OH)2溶液中的OH-剩余一半,反应后溶液中

=10-3mol/L,a:

b=1∶4

〖答案〗:

D

7.(06广东.14)室温时,将xmLpH=a的稀NaOH溶液与ymLpH=b的稀盐酸充分反应,下列关于反应后溶液pH的判断,正确的是

A.若x=y,且a+b=14,则pH>7B.若10x=y,且a+b=13,则pH=7

C.若ax=by,且a+b=13,则pH=7D.若x=10y,且a+b=14,则pH>7

〖解析〗:

NaOH溶液中n(OH-)=x×10a-14mmol,稀盐酸n(H+)=y×10-bmmol,

n(OH-)=n(H+),x×10a-14mmol=y×10-bmmol,x=y×1014-a-b,BC错;

n(OH-)>n(H+),x×10a-14>y×10-bmmol,A错,D正确

〖答案〗:

D

8.(2008全国Ⅱ理综.9)取浓度相等的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混和,所得溶液的PH等于12,则原溶液的浓度为

A.0.01mol/LB.0.017mol/LC.0.05mol/LD.0.50mol/L

〖解析〗:

设原溶液物质的量浓度为cmol/L,V(NaOH)=3LV(HCl)=2L,二者混合后反应,混合溶液体积为5L,二者混合后反应,所得溶液PH=12,则c(OH-)=10-2mol/L。

3L×cmol/L-2L×cmol/L=10-2mol/L×5L,则,c=0.05mol/L。

〖答案〗C

三、名校模拟试题

1.【上海卢湾区2008届第一学期高三年级期末考试】现有一包铝热剂是铝粉和氧化铁粉末的混合物,在高温下使之充分反应,将反应后的固体分为两等份,进行如下实验(计算pH时假定溶液体积没有变化):

①向其中一份固体中加入100mL2.0mol·L—1的NaOH溶液,加热使其充分反应后过滤,测得滤液的pH=14;

②向另一份固体中加入140mL4.0mol·L—1的HCl溶液,使固体全部溶解,测得反应后所得溶液中只有H+、Fe2+和Al3+三种阳离子且pH=0。

计算:

(1)实验①中用去NaOH的物质的量为;

(2)这包铝热剂中铝的质量为,氧化铁的质量为;

(3)实验②产生氢气的体积(标准状况)为。

〖解析〗:

(1)pH=14;C(OH-)=1mol/L,消耗NaOH的物质的量0.1L×2.0mol·L—1-0.1L×1.0mol·L—1=0.1mol;

(2)根据终态物质是NaAlO2,则n(Al)=0.1mol×2=0.2moL,m(Al)=5.4g;

一份溶液pH=0,C(H+)=1mol/L,n(H+)=0.14mol,n(Al3+)=0.1moL

n(H+)+2n(Fe2+)+3n(Al3+)=n(Cl-)=0.14L×4.0mol·L—1=0.56moL,n(Fe2+)=0.08mol,

n(Fe2O3)=0.03mol,该包固体中m(Fe2O3)=0.06mol×160g/mol=9.6g

(3)根据电子守恒,n(H2)=1.5n(Al)=0.15mol,V(Al)=0.15mol×22.4L.mol-1=2.688L

〖答案〗

(1)0.1mol;

(2)5.4g9.6g;(3)2.688L

2.〖桂林市十八中06级高三第2次月考.5〗将V1mL1.0mol/LHCl溶液和V2mL未知浓度的NaOH溶液混合均匀后测量并记录溶液温度,实验结果如图所示(实验中始终保持V1+V2=50mL)。

下列叙述正确的是【】

A.做该实验时环境温度为22℃

B.该实验表明化学能可以转化为热能

C.NaOH溶液的浓度约是1.00mol/L

D.该实验表明有水生成的反应都是放热反应

〖解析〗:

根据图像,22℃时,用5mL盐酸和45mL,说明室温温度小于22℃,A错;

30mL盐酸和20mL烧碱溶液恰好完全反应,20mL×c(NaOH)=30mL×1.00mol/L,c(NaOH)=

mol/L,C错;很明显D错,B对。

〖答案〗B

3.【2008-2009浙江诸暨中学高三第一学期期中考试理综】现有常温下的四份溶液:

①0.01mol/LCH3COOH;②0.01mol/LHCl;③pH=12的氨水;④pH=12的NaOH溶液。

下列说法正确的是【】

A.①中水的电离程度最小,③中水的电离程度最大

B.将①、④混合,若

,则混合液一定呈碱性

C.将四份溶液稀释相同倍数后,溶液的pH:

③>④,②>①

D.将②、③混合,若pH=7,则消耗溶液的体积:

②>③

〖解析〗:

A错,因为根据浓度①中水的电离程度最大,②中水的电离程度最小;

根据电荷守恒c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(CH3COO-),若

溶液不一定显碱性,B错;C错,因为醋酸和盐酸浓度相等,起始PH前者大,稀释相同倍数,仍然前者大,PH相等的氨水和烧碱溶液稀释相同倍数,NaOH溶液PH大。

〖答案〗D

4.【重庆市高2009级学生学业质量调研抽理综.29】在室温下,向200mLCu(IO3)2饱和溶液中加入一定浓度100mL(经酸化)的KI溶液,发生如下反应:

5I-+IO3-+6H+=3I2+3H2O

2Cu2++4I-=2CuI↓+I2

充分反应后,再加入25.0mL0.234mol/LKIO3溶液恰好将过量的KI反应掉。

再从上述所得混合液中取出25.0mL,用0.110mol/LNa2S2O3溶液滴定,发生反应

I2+2S2O32-=2I-+S4O62-

消耗了30.0mLNa2S2O3溶液。

溶液体积改变忽略不计。

计算:

(1)原饱和溶液中Cu(IO3)2的物质的量浓度;

(2)若Cu(IO3)2饱和溶液的的密度为1.00g/cm3,Cu(IO3)2的溶解度是多少?

〖解析〗:

(1)混合液中总碘

KIO3与KI反应生成的碘:

n1(I2)=25.0×10-3L×0.234mol/L×3=0.0176mol

根据上述反应式可知:

1molCu(IO3)2与KI完全反应可生成6.5molI2

故:

c[Cu(IO3)2]=

=0.00300mol/L

(2)Cu(IO3)2溶解度:

〖答案〗

(1)0.00300mol/L,

(2)0.124g

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

5.【2009届安徽高中毕业生二月调研测试理科综合】常温下,有甲、乙两份体积均为1L,pH均为3的溶液,其中甲为醋酸,乙为盐酸。

①甲用蒸馏水稀释至l00倍后,溶液的pH变为a;②乙与等体积、浓度为l.5mol/L的氨水混合,在此混合液中:

bmol。

则a、b正确的答案组合是【】

A.3~5之间;0.0005B.3~5之间;0.001

C.5;0.0005D.5;0.001

〖解析〗:

①由于醋酸溶液中存在电离平衡,所以稀释100倍,PH增大不到2个单位,a<5,②pH=3的盐酸,C(HCl)=0.001mol/L,乙与等体积、浓度为l.5mol/L的氨水混合D的混合液中电荷守恒:

n(NH4+)+n(H+)=n(Cl-)+n(OH-),则n(Cl-)=bmol=0.001mol.

〖答案〗B

6.【天津市汉沽一中2008-2009学年度高三第四次月化学.22】

某混合碱是①Na2CO3和NaHCO3或②Na2CO3和NaOH。

用“双指示剂法”对样品的组分和总碱量c(n(Na2O))进行测定。

实验方案:

称取0.2960g样品配成500mL溶液,取25.00mL置于250mL锥形瓶中,加适量蒸馆水和几滴酚酞,用0.0100mol•L-1的盐酸标准溶液将混合碱滴定成NaHCO3,然后再用溴甲酚绿——二甲基黄为指示剂进行滴定,将NaHCO3完全中和。

(1)某同学平行滴定了三次,每次滴定从"0"点开始读数,其中第I次滴定的第一个终点的液面如右图所示,请读出实验数据,填入下列表格中

序号

第一滴定终点的读数(V1/mL)

第二滴定终点的读数(V2/mL)

I

26.85

II

10.02

25.02

III

9.98

24.98

(2)该混合碱样品的组成为,理由。

(3)将混合碱滴定成NaHCO3的过程中,为了结果更加准确,应始终逐滴滴加,这样操作的原因是。

(4)上述碱样中总碱量c(n(Na2O))是多少?

写出计算过程

(5)如果本实验只测定样品的总碱量,实验方案应该怎样设计:

〖解析〗:

(1)11.76~11.78均得分;

(2)Na2CO3和NaHCO3,因为第一滴定终点所用体积小于第二滴定终点所用体积或V1<(V2-V1)或计算说明;

(3)以防滴定过快使Na2CO3直接生成H2CO3;

(4)碱样的总碱量为:

(第一组数据不可取用,否则不得分;先计算碳酸钠和碳酸氢钠的物质的量,然后计算总碱量,只要计算正确也给分)

(5)直接以溴甲酚绿-二甲基黄或甲基橙为指示剂滴定至终点。

〖答案〗见解析。

7、【2009年上学期绍兴中学学科综合检测试题化学.16】在t℃时,某Ba(OH)2的稀溶液中c(H+)=10-amol/L,c(OH–)=10-bmol/L,已知a+b=12。

向该溶液中逐滴加入pH=c的盐酸(t℃),测得混合溶液的部分pH如下表所示。

序号

Ba(OH)2溶液的体积/mL

盐酸的体积/mL

溶液的pH

22.00

0.00

8

22.00

18.00

7

22.00

22.00

6

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计,则c为()

A.3   B.4   C.5   D.6

〖解析〗:

由题意,在t℃时,Kw=1×10-12,②碱过量,PH=8,C(OH-)=10-4mol/L

22×10-b-18.00×10-C=40×10-5,③恰好完全反应,22×10-b=22×10-C,联立两个等式,c=4.

〖答案〗B

8.(广东省08茂名二模)以酚酞试剂为指示剂,对某新制的NaOH溶液进行中和滴定实验,数据记录入下表:

待测液

消耗标准盐酸(0.1mol/L)的体积

20.00mLNaOH溶液

V1mL

20.00mLNaOH溶液+10.00mL水

V2mL

敞口隔夜放置的20.00mLNaOH溶液

V3mL

该新制的NaOH溶液的浓度合理的是()

A.

B.

C.

D.

〖解析〗:

由于敞口隔夜放置的20.00mLNaOH溶液,部分变质,③不准确;用①②消耗盐酸体积的平均值计算,n(H+)=n(OH-),B正确。

〖答案〗B

9.(08东莞一模)下图为10mL一定物质的量浓度的盐酸X,用一定物质的量浓度的NaOH溶液Y滴定的图示,据图推出NaOH溶液和盐酸的物质的量的浓度是()

A

B

C

D

C(HCl)(mol/L)

0.12

0.04

0.18

0.09

C(NaOH)(mol/L)

0.04

0.12

0.06

0.03

〖解析〗:

根据图像10×c(HCl)=30×c(NaOH),10×c(HCl)-20×c(NaOH)=30×0.01,

c(HCl)=0.09mol/L,c(NaOH)=0.03mol/L

〖答案〗

10.(广东省08珠海一模)下列叙述正确的是

A.95℃纯水的pH<7,说明加热可导致水呈酸性

B.pH=3的醋酸溶液,稀释至10倍后pH<4

C.0.2mol/L的盐酸,与等体积水混合后pH=1

D.pH=3的醋酸溶液,与pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合后pH=7

〖解析〗:

纯水只能显中性,A错;醋酸溶液存在电离平衡,稀释10倍,PH增大不到一个单位,B正确;C中,C(H+)=0.1mol/L,pH=1,正确;D醋酸过量,显酸性,D错。

〖答案〗BC

11.(广东省08广州市一模)将pH=13的NaOH溶液平均分成两份,一份加适量水,另一份加入与该NaOH溶液物质的量浓度相同的适量硫酸后,pH都降低了1,则加入的水与硫酸的体积比为

A.10:

1B.11:

1C.20:

1D.21:

1

〖解析〗:

加适量水,pH=13变成12,溶液体积增大到原来的10倍;加入水的体积是9V,

V×0.1-V(硫酸)×0.2=[V+V(硫酸)]×0.01,V(硫酸)=

则加入的水与硫酸的体积比为21:

1

〖答案〗D

12.(08安徽模拟)常温下,将10体积pH=2的盐酸与1体积pH=13的Ba(OH)2溶液混合,混合溶液的c(H+)为【】

A.5.0×10—3mol/LB.1.0×10—7mol/L

C.1.1×10—12mol/LD.2.2×10—13mol/L

〖解析〗:

〖答案〗B

13.(08广东揭阳一模)在25℃时,VmLpH=a的盐酸中,滴加pH=b的NaOH溶液10VmL时,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、13B、14C、15D、无法确定

〖解析〗:

溶液中Cl-的物质的量恰好等于Na+的物质的量,PH=7,V×10-a=10V×10b-14

a+b=13

〖答案〗A

14.2009届高三上学期期未考试理综化学试题】常温时将V1mLc1mol·L-1的醋酸溶液滴加到V2mLc2moL·L-1的NaOH溶液中,下列结论正确的是【】

A.若混合溶液的pH=7,则c1V1一定等于c2V2

B.若混合溶液的pH<7,则c1V1一定大于c2V2

C.若混合溶液的pH>7,则c1V1一定等于c2V2

D.若混合溶液的pH>7,则c1V1一定小于c2V2

〖解析〗:

n(CH3COOH)=V1·c1mmol,n(NaOH)=V2·c2mmol,醋酸是弱酸,c1V1=c2V2,溶液显碱性,要使pH<7,c1V1>c2V2,要使混合溶液的pH=7,c1V1一定大于c2V2,要使混合溶液的pH>7,c1V1≤c2V2

〖答案〗B

15、(08深圳市宝安区二模)在一定体积pH=12的Ba(OH)2溶液中,逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液,当溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,溶液pH=11。

若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和,则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是

A.1∶1B.1∶2C.1∶3D.1∶4

〖解析〗:

溶液中的Ba2+恰好完全沉淀时,n(Ba(OH)2)=n(NaHSO4),反应后溶液中OH-剩余一半,剩余物质的量是0.01mol·L-1×V(Ba(OH)2)÷2=0.001mol·L-1[V(Ba(OH)2)+V(NaHSO4)],

〖答案〗D

16.【浙江省嘉兴市2009届高中学科基础测试化学】不能证明HA是弱酸的是【】

A.常温下,NaA溶液的pH=9B.0.01mol·L-1HA溶液的pH=4

C.pH=2的HA溶液稀释100倍后pH=3.5D.HA溶液跟锌反应,放出H2很慢

〖解析〗:

A可以证明,因为强酸强碱盐溶液显中性;B可以证明,因为0.01mol·L-1HA溶液溶液中C(H+)=0.0001mol/L,酸没有完全电离;C可以证明,pH=2的强酸稀释100倍,PH=4.D不能证明,因为放出H2很慢与酸的浓度有关。

〖答案〗D

w.w.w.k.s.5.u.c.o.m

17.【东北师大附中09高三年级“三年磨一剑”第四次摸底考试】下列

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