高考化學模擬練習:談談pH的計算與溶液酸堿性的判斷

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高考復習 來源: 高中學習網


  一、pH的使用及計算中的幾個誤區(qū)

 。1)pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常溫下pH=7的溶液才呈中性,當在100℃時,水的離子積常數為1×1012,此時pH=6的溶液為中性溶液,pH>6時為堿性溶液,pH<6時為酸性溶液。

  (2)使用pH試紙時,若先用蒸餾水潤濕,則測量結果不一定偏小。因為相當于將待測液稀釋了,若待測液為堿性溶液,則所測結果偏;若待測液為酸性溶液,則所測結果偏大;若待測液為中性溶液,則所測結果沒有誤差。

  (3)水的離子積常數表達式KW=c(H+)?c(OH-)中H+和OH-不一定是水電離出來的。c(H+)和c(OH-)均指溶液中的總濃度。任何水溶液中都存在這一關系,因此在酸溶液中酸本身電離出的H+會抑制水的電離,而在堿溶液中,堿本身電離出的OH-也會抑制水的電離。而在含有弱酸根離子或弱堿陽離子的溶液中水的電離會受到促進,因為弱酸根離子或弱堿陽離子分別易和水電離出來的H+和OH-生成弱酸或弱堿。

  二、pH的計算

 。1)強酸與強堿溶液要注意酸或堿的元數

  如物質的量濃度為c mol/L的HnA溶液,c(H+)=nc mol/L,pH=-lg{c(H+)}=-lg(nc)。

  (2)強酸與強堿混合要先判斷過量情況

  若堿過量,一定要將c(OH-)通過KW=1×10-14換算成c(H+),還要看看是不是在通常狀況下。

  (3)溶液稀釋后pH的計算:

 、賹τ趶娝幔ɑ驈妷A)溶液,每稀釋10倍,pH增大(或減。┮粋單位,但無論稀釋多少倍,pH都不可能等于7,只能接近7。

 、趯τ趐H相同的強酸和弱酸(或強堿和弱堿)溶液稀釋相同的倍數,強酸(或強堿)溶液的pH變化幅度大。

  (4)兩強酸或兩強堿等體積混合后pH的計算:

 、賰蓮娝崛芤旱润w積混合后pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合后,pH=3.3。

  ②兩強堿溶液等體積混合后pH等于混合前溶液pH大的減0.3。如pH=9和pH=11的兩種燒堿溶液等體積混合后,pH=10.7。

  注意:不論是溶液的稀釋還是混合,在計算pH之前一定要首先判斷溶液的酸堿性,若為酸性先求c(H+)再求pH,若為減性溶液先求溶液中的c(OH-),然后再通過KW=1×10-14換算成c(H+),最后求pH。

  三、酸堿等體積混合后溶液酸堿性的判斷

 。1)強酸與強堿混合看pH之和,若等于14,混合后pH=7;若大于14,混合后pH>7;若小于14,混合后pH<7。

 。2)若pH之和等于14,混合后看酸堿的強弱,強酸與強堿混合后pH=7;強酸和弱堿混合后pH>7;弱酸和強堿混合后pH<7。

  四、例題分析

  【例題1】某溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示。據圖判斷正確的是中學學科網

  A. Ⅱ為鹽酸稀釋時pH值變化曲線中學學科網

  B. b點溶液的導電性比c點溶液的導電性強

  C. a點Kw的數值比c點Kw的數值大

  D. b點酸的總濃度大于a點酸的總濃度

  解析:醋酸在稀釋時會繼續(xù)電離,則在稀釋相同體積的過程中醋酸中的c(H+)大、pH小,A項錯誤;隨著稀釋體積的增大,醋酸電離程度雖增大,但離子濃度在減小,B項正確;溫度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值,C項錯誤;由于醋酸是弱酸,要使鹽酸和醋酸溶液pH值相同,醋酸的濃度比鹽酸大得多,D項錯誤。

  答案:B

  【例題2】在常溫下,把pH=10的NaOH溶液加水稀釋至體積為原來的104倍,稀釋后溶液的pH是

  A.14 B.7            C.6 D.都有可能

  解析:因為pH=10的NaOH溶液中,c(H+)=10-10,根據水的離子積常數得c(OH-)= =10-4,加水稀釋后,由NaOH電離出來的c(OH-)= = 10-8,設溶液中由水電離出來的c(H+)=c(OH-)=x,根據水的離子積常數得: x (10-8 + x) = 10-14,解得:x ≈ 9.5×10-8,即c(H+) ≈ 9.5×10-8,所以pH=-lg(9.5×10-8)≈7.

  答案:B

  【例題3】在常溫下,將體積相同,濃度都是0.1 mol/L的NaOH溶液、氨水,分別加水稀釋m倍、n倍,溶液的pH都變成9,那么m與n的關系為

  A.4m=n B.m=n C.m<n D.m>n

  解析:若稀釋相同倍數,稀釋后NaOH溶液和氨水的物質的量濃度相等,NaOH溶液的pH大,要使pH相同,即都變成9,則NaOH溶液稀釋的倍數就應大一些,故選項D正確。

  答案:D

  點撥:①對于pH=a的強酸溶液稀釋時,體積每增大10n倍,pH就增大n個單位,即pH=a + n;對于pH=a的弱酸溶液來說,體積每增大10n倍,pH增大不足n個單位,即pH<a + n;無論怎樣稀釋,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趨近于7。這是因為當pH接近6的時候,再加水稀釋,由水提供的H+ 離子就不能再忽略。

 、趯τ趐H=b的強堿溶液稀釋時,體積每增大10n倍,pH就減小n個單位,即pH=b-n;對于pH=b的弱堿溶液來說,體積每增大10n倍,pH減小不足n個單位,即pH>b-n;無論怎樣稀釋,堿溶液的pH不能等于或小于7,只能趨近于7。這是因為當pH接近8的時候,再加水稀釋,由水提供的OH-離子就不能再忽略。

  五、練習

  【練習1】對于常溫下pH=1的硝酸溶液,下列敘述正確的是

  A.該溶液1 mL稀釋至100 mL后,pH等于3

  B.向該溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和

  C.該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為10-12

  D.該溶液中水電離出的c(H+)是pH為3的硝酸中水電離出的c(H+)的100倍

  解析:硝酸為強電解質,完全電離,故稀釋100倍后c(H+)的濃度為原溶液的1/100,pH由1變?yōu)?,A選項正確;硝酸中的c(H+)=0.1mol/L,pH為13的氫氧化鋇溶液,c(OH-)=0.1mol/L,當二者等體混合時n(H+)=n(OH-)即二者恰好完全中和,B選項正確;硝酸電離的c(H+)=0.1mol/L,則水電離的c(H+)=10-13mol/L,二者之比為1012,C選項錯誤;pH為3的硝酸中水電離的c(H+)=10-11mol/L,故D選項中二者之比為10-13: 10-11=10-2,D選項錯誤。

  答案:A、B

  點撥:酸堿溶液加水稀釋,溶液的pH肯定發(fā)生變化,因為稀釋后c(H+)、c(OH-)濃度發(fā)生變化,一般規(guī)律是酸稀釋后pH變大,堿稀釋后pH變小。但有一個限度,酸溶液再稀釋,也不可能變成堿溶液,堿溶液再稀釋,也不可能變成酸溶液,即以pH=7為限,不可逾越這個界限。例如c(H+)=10-5的鹽酸1 mL,加水稀釋至1000 mL,pH接近7。

  對于pH相同的鹽酸(強酸)、醋酸(弱酸)兩種溶液,當稀釋相同倍數時,由于鹽酸中無電離平衡,醋酸中存在電離平衡,同樣稀釋,其c(H+)變化不一致,因而pH得改變也不一樣,即鹽酸變化快而醋酸變化比較遲緩?捎糜覉D來說明:

  從圖中可以看出:

 。1)強酸比弱酸的pH改變快;

 。2)當稀釋同樣倍數時,鹽酸比例變化大于醋酸;

  (3)當稀釋至pH相同時,弱酸稀釋的倍數大。

  來源:新東方


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