有关pH计算的主要题型及计算方法doc.pdf

《有关pH计算的主要题型及计算方法doc.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有关pH计算的主要题型及计算方法doc.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、有关 pH 计算的主要题型及计算方法 定义式，根据pH lg c(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 强酸溶液 强酸溶液的pH计算方法是： 根据酸的浓度选求出强酸溶液中的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 +)=110-2 故 pH=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

2、时， 10 -5 mol/L 的 NaOH 溶液的 pH 解： 10 -5 mol/L 的 NaOH 溶液中 c(OH -)=1 10-5 mol/L, 则 c(H +)=Kw/c(OH- )=(1 10- 14)/1 10-5 mol/L=1 10 -9 mol/L, 故 pH=9 若题中改为100，则 c(H +)=Kw/c(OH- )=(1 10- 12)/1 10-5 mol/L=1 10 -7 mol/L, 故 pH=7 注：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 -5 mol/L 的 NaOH 溶液中 c(OH -)

3、=1 10-5 mol/L ，则 pOH=5 故： 25时， pH=14-pOH=9 ； 100时， pH=12-pOH=7 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 HAC溶液中，由水电离的c(H +)=110-12mol/L, 求该溶液的 pH 解：由题中水电离的c(H +)=110-12mol/L 可得 c(OH- )=1 10- 12mol/L ，则溶液中的 c(H +)=1 10-14 /1 10- 12mol/L=1 10-2 mol/L, 故 pH=2 例 4求 25时，某浓度的NH3H2O溶液中，由水电离的c

4、(H +)=110-12mol/L, 求该溶 液的 pH 解：由题中水电离的c(H +)=110-12mol/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： C(Na +)=7.0 10-6mol/L ， C(Cl-)=3.5 10-5mol/L ， C(NH 4 +)=2.3 10-5mol/L ， C(SO 4 2-)=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(NH

5、4 +) C(H+)2(SO 4 2-)C(Cl )C(OH )， C(H +)C(OH ) 2 2.5 10 6mol/L 3.5 105mol/L 7.0 10 6mol/L 2.3 10 5mol/L 1.0 10 5mol/L ， 又 C(H +)C(OH )=110-14 mol/L 故 pH5。 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： C1V1C2V2，据此求出稀释后酸 或碱的物质的量的浓度。 特殊结论： 若为酸： 强酸， PH a, 稀释 10 n 倍， PH a+n ； 若为弱酸， PHa, 稀释 10 n 倍

6、,a PHa+n； 若酸的溶液无限稀释，则无论酸的强弱，PH一律接近于 若为碱： 强碱， PH a, 稀释 10 n 倍, PH an； 弱碱， PH a, 稀释 10 n 倍, a n. PHa； 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 ? PH 2 的 HCl 溶液稀释1000 倍，所得溶液的PH （） PH 2 的 CH3COOH 溶液稀释1000 倍，所得溶液的PH （） PH 2 的 HCl 溶液稀释100 倍，所得溶液的PH （） PH 11 的 NaOH 溶液稀释100 倍，所得溶液的PH （） PH 11 的 NH3H2O

7、溶液稀释100 倍，所得溶液的PH（） PH 10 的 NaOH 溶液稀释100 倍，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）2PH 5；（3）7；（ 4）9； （5）9PH 11； （6）7。 例 799 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 OH 1 mol/L 0.

8、01mol /L ，pOH 12，pH2。 (2)1 mol/L 氢氧化钠溶液的pH14，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10 n 倍，溶液 的 pH值增加n个单位， 强碱溶液稀释10 n 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： c(H +) 混c(H +) 1V1c(H +) 2V2(V1

9、+V2) 再根据公式pH=-lg c(H +) 求 pH。 若两强酸等体积混合，可采用速算法：混合后溶液的p等于混合前溶液pH小的加上 0.3 。 如 pH 和 pH 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= 。 （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： c(OH -) 混c(OH -) 1V1c(OH -) 2V2 (V1+V2)，再通过求出 c(H +), 最后求 pH 。 若两强碱溶液等体积混合，可采用速算法： 混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减 去 0.3 。 如 pH 和 pH 11 两种 NaOH

10、溶液等体积混合后的pH。若按体积比2： 3 混合 后溶液的pH= 。 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： 若恰好中和，pH 若酸有剩，根据中和后剩余的c(H +) 即 C(H+) （过） C(H +) 1V1C(OH - )2V2）/(V1+V2) 再 求 pH。；此时pH7 若碱有剩， 根据中和后剩余的c(OH -), 即 C(OH- )( 过)C(OH -) 1V1C(H +) 2V2）/(V1+V2) ， 然后通过 求出 c(H +) ，最后求 pH 。此时 pH 7 例 8. 求 99mL ，pH=1的 H2SO4与

11、 100mLpH=13的 NaOH 混合后，溶液的pH= 答案： pH=11 例 960mL 0.5mol/L NaOH 溶液和 40mL 0.4mol/L的 H2SO4混合后 , 溶液的 pH是多少？ 分析：酸过量Lmol V mol HC/02.0 )03.0032.0( )( 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 7D PH 7 E PH7 F 无法确定 PH 2 的 HCl 与 PH 12NaOH 溶液等体积混合后, 溶液的 PH为（

12、 E ） PH 2 的 HCl 与 PH 12 的 NH3H2O溶液等体积混合后，溶液的PH为（ A ） PH 2 的 CH3COOH 溶液与 PH12NaOH 溶液等体积混合后，溶液的PH为（ B ） PH 2 的酸与 PH 12NaOH 溶液等体积混合后，溶液的PH为（ C ） PH 2 的 HCl 与 PH 12 某碱溶液等体积混合后，溶液的PH为（ D ） PH 2 的某酸与PH 12 某碱溶液等体积混合后，溶液的PH为（ F ） 分析：上述试题特点有以下几点: 酸与碱的PH之和为 14；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：同强显中性；谁弱 谁

13、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 10 -a V(酸 ) (10 -14 /10 -b ) V(碱 ), V(酸) V(碱) 10 ab14 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

14、碱的体积之比为_ 答案： 9：1 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，该强酸的pH值之间应满足的关系是 分析：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 中必须分析出题干中“两种溶液混合后溶液呈中性”是本题主要的解题线索。根据这一线索 进行逆向思索，它意味着混合前的两种溶液中，酸溶液中H +离子的物质的量与 OH 离子的物 质的量相等。 据题设，则有：10H + 酸= OH碱。进行思维转换，同一种溶液（碱溶液）中， H +离

15、 子浓度与OH 离子浓度乘积等于水的离子积，25时 K=110 -14 ， 因此上式可变换为：10H + 酸= 将方程两边分别取负对数，并稍作整理。 1pH酸=pH碱-14 移项后得： pH酸+pH碱=15 评述 将化学问题抽象成数学问题，利用数学工具，结合化学基础知识通过计算解 决化学问题是思维能力培养的重要方面，本题就是典型例证。 课堂能力题再现 1、 pH=8 的 NaOH 溶液与 pH=10的溶液等体积混合后, 溶液中氢离子浓度最接近于（D） A、1/2(10 -8+10-10 )mol/LB、 (10 -8 +10 -10 )mol/L C、 (1 10 -14 +5 10 -5)m

16、ol/L D、 2 10 -10 mol/L 2、 若 a 代表 Ba(OH)2溶液，b 代表 NaOH 溶液， c 代表 NH3H2O溶液， 完成下列问题 ( 用 a、b、c 表示 ) (1) 同物质的量浓度的三种溶液的pH大小为： _ (2) 同 pH的三种溶液物质的量浓度大小为：_ (3) 同 pH时, 三种溶液稀释相同倍数,pH 大小为： _ (4) 同 pH时, 三种溶液稀释不同倍数后pH仍相同 ,(pH7),则三种溶液稀释的倍数大小 为： _ (5) 同物质的量浓度同体积的三种溶液消耗同浓度的盐酸的体积大小为：_ (6) 同 pH同体积的三种溶液消耗同浓度的盐酸的体积大小为：_ 答

17、案； abc2a=bC(OH-) 6、 中和 10mL 1.0mol/L 的 HCl 溶液，需要消耗相同体积的NaOH 溶液或氨水， 则 NaOH 溶液和氨水的（） A、pH 值相同B、电离度相同 C、物质的量浓度相同D、溶质的质量相等 7、常温下某溶液中OH -的浓度是 H+浓度的 10000 倍，该溶液的 pH 为（） A、5 B、8 C、9 D、13 8、下列说法中正确的是（） A、100mL pH=3 的盐酸和醋酸溶液，与足量锌反应，起始时二者产生氢气的速率基 本相等。 B、100mL 1mol/L 的盐酸和50mL 2mol/L 的盐酸分别与足量的锌反应，二者放出氢气 的速率和质量均

18、相等。 C、 100mL pH=3 的盐酸和醋酸溶液，与足量锌反应后，所得氢气的质量相等。 D、100mL 0.1mol/L 的硫酸和盐酸溶液，与足量锌反应后，前者放出氢气的质量是后 者放出氢气质量的2 倍。 9、下列试纸中，在测溶液的性质时，预先不能用蒸馏水润湿的是（） A、石蕊试纸B、醋酸铅试纸C、KI 淀粉试纸D、 pH 试纸 10、 已知 D2O 能发生类似于H2O 的电离：D2O D +OD-。 常温时，C(D+) C(OD-)=2 10 -15，则下列叙述正确的是（ ） A、当 pD=7 时，溶液呈中性B、pD+pOD=14 C、 0.1mol/L 的 DCl 溶液中 pD=1 D

19、、0.1mol/L 的 NaOD 溶液中 pD=13 二、填空题： 11、HA 、HB 、HC 三种一元弱酸溶液的浓度都是0.1mol/L 。在室温时， HA 溶液中 A -的 浓度是 1.3210-3mol/L ，HB 的电离度是 1.15%，HC 溶液的 pH 值等于 3，这三种酸的酸性 由强到弱的顺序是。 12、将 pH=3 的某一元弱酸溶液冲稀10 倍时，溶液的pH 范围是，确定 为该范围的理由是。 13、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，该强酸的pH 值与强碱的pH 值之间应满足的关系是。 14、试回答如何分别利用（1）蒸馏水

20、，（2）pH=10 的 NaOH 溶液， （ 3）0.01mol/L的 盐酸；使pH=12 的 NaOH 溶液 100mL 的 pH 变为 11？ （1）； （2）； （3）。 15、某地酸雨经检验除H +和 OH-外，还含有 Na+、Cl-、NH 4 +和 SO 4 2-等离子，其浓度： C(Na +)=7.0 10-6mol/L ， C(Cl-)=3.5 10-5mol/L ， C(NH 4 +)=2.3 10-5mol/L ， C(SO 4 2-)=2.5 10 -6mol/L ，则该酸雨的 pH 值为。 三、计算题： 16、计算下列溶液的pH: （1）pH=3 和 pH=5 的两种盐酸

21、溶液等体积混合。 （2）pH=8 和 pH=13 的两种氢氧化钠溶液等体积混合。 17、在100mLCaCl2和盐酸的混合液中加入 Na2CO3溶液时，测得生成沉淀和所加入 Na2CO3溶液的体积曲线关系如图所示。若 CaCl2的浓度为0.25mol/L ，则原溶液的pH 为多 少？ 0 100 200 300 400 )( 32 mLV CONa 沉 淀 量 【练习答案 】 一、 1、B 2、AD 3、D 4、C 5、CD 6、C 7、C 8、AD 9、D 10、C 二、 11、HAHBHC 12、3-4 10 -3=c 11c1=10 -3/ 1， 稀释后 c(H +) 2=c22=0.1c12=0.1210 -3/ 1=10 -4 1 2 10 -4。 （下标 1 表示稀释前，下标2 表示稀释后） 13、酸与碱的pH 之和等于15 14、 （1）加蒸馏水使原NaOH 溶液稀释至1000mL； （2）加入 pH=10 的 NaOH 溶液约 1L； （3）加入 0.01mol/L 的盐酸 81.82mL。 15、5 三、 16、 （1）3.3 （2）12.7 17、0