溶液pH有关的计算.docx
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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 ① 22.00 0.00 8 ② 22.00 18.00 7 ③ 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 ① 20.00mLNaOH溶液 V1mL ② 20.00mLNaOH溶液+10.00mL水 V2mL ③ 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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- 溶液 pH 有关 计算