有關(guān)pH計算的主要題型及計算方法含答案.doc

有關(guān)pH計算的主要題型及計算方法定義式，根據(jù)pHlg c(H)，因此計算溶液的pH的關(guān)鍵是計算溶液中H的濃度。下面進(jìn)行分類討論一、單一溶液pH的計算 強(qiáng)酸溶液強(qiáng)酸溶液的pH計算方法是：根據(jù)酸的濃度選求出強(qiáng)酸溶液中的c(H+)然后對其取負(fù)對數(shù)就可求得pH。例1求25時，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強(qiáng)堿溶液強(qiáng)酸溶液的pH計算方法是：根據(jù)堿的濃度先求出強(qiáng)堿溶液中的c(OH-)然后利用該溫度下的Kw求出c(H+)然后求pH例2求25時，10-5mol/L的NaOH溶液的pH解：10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=110-5mol/L,則c(H+)=Kw/c(OH-)=(110-14)/110-5mol/L=110-9mol/L,故pH=9若題中改為100，則c(H+)=Kw/c(OH-)=(110-12)/110-5mol/L=110-7mol/L,故pH=7注：求強(qiáng)堿溶液pH的另一方法是先求出該溶液的pOH然后利用pH+POH=-lg(Kw)求出pH如10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=110-5mol/L，則pOH=5故：25時，pH=14-pOH=9； 100時，pH=12-pOH=7其它溶液其它溶液的pH計算方法是：想辦法求出溶液中的c(H+)然后取負(fù)對數(shù)例3求25時，某濃度的HAC溶液中，由水電離的c(H+)=110-12mol/L,求該溶液的 pH解：由題中水電離的c(H+)=110-12mol/L可得c(OH-)=110-12mol/L，則溶液中的c(H+)=110-14/110-12mol/L=110-2mol/L,故pH=2例4求25時，某濃度的NH3H2O溶液中，由水電離的c(H+)=110-12mol/L,求該溶液的 pH解：由題中水電離的c(H+)=110-12mol/L可得溶液中的c(H+)=110-12mol/L故pH=12例5某地酸雨經(jīng)檢驗(yàn)除H+和OH-外，還含有Na+、Cl-、NH4+和SO42-等離子，其濃度：C(Na+)=7.010-6mol/L，C(Cl-)=3.510-5mol/L，C(NH4+)=2.310-5mol/L，C(SO42-)=2.510-6mol/L，則該酸雨的pH值為 。解：由溶液中離子電荷守恒可得陰、陽離子電荷相等關(guān)系式如下：C(Na+)C(NH4+) C(H+)2(SO42-)C(Cl)C(OH)，C(H+)C(OH)22.5106mol/L3.5105mol/L7.0106mol/L2.3105mol/L1.0105mol/L， 又 C(H+)C(OH)=110-14 mol/L 故pH5。二、稀釋型（指單一溶質(zhì)加水稀釋或相當(dāng)于水的稀釋作用）實(shí)質(zhì)：稀釋前后酸或堿的物質(zhì)的量不變。一般計算公式：C1V1C2V2，據(jù)此求出稀釋后酸或堿的物質(zhì)的量的濃度。特殊結(jié)論：若為酸：強(qiáng)酸，PHa,稀釋10n倍，PHa+n ；若為弱酸，PHa,稀釋10n倍,a PHa+n；若酸的溶液無限稀釋，則無論酸的強(qiáng)弱，PH一律接近于 若為堿：強(qiáng)堿，PHa,稀釋10n倍, PHan；弱堿，PHa,稀釋10n倍, an. PHa；若堿的溶液無限稀釋，則無論堿的強(qiáng)弱，PH一律接近于7。例6 下列六種情況下的PH分別為多少?PH2的HCl溶液稀釋1000倍，所得溶液的PH（ ） PH2的CH3COOH溶液稀釋1000倍，所得溶液的PH（ ） PH2的HCl溶液稀釋100倍，所得溶液的PH（ ） PH11的NaOH溶液稀釋100倍，所得溶液的PH（ ） PH11的NH3H2O溶液稀釋100倍，所得溶液的PH（ ） PH10的NaOH溶液稀釋100倍，所得溶液的PH（ ）解答：應(yīng)用上述方法，不難得出正確答案分別為：（1）5； （2）2PH5； （3）7； （4）9； （5）9PH11； （6）7。例799 mL 0.5 mol/L硫酸跟101 mL1 mol/L氫氧化鈉溶液混合后，溶液的pH值 A. 0.4 B. 2 C. 12 D. 13.6解析：本題可按兩種處理方法。(1)可理解為99 mL 0.5 mol/L硫酸與99 mL 1 mol/L氫氧化鈉完全反應(yīng)，余下的2mL氫氧化鈉溶液稀釋為200mL，即OH1 mol/L0.01mol /L，pOH2，pH12。(2)1 mol/L氫氧化鈉溶液的pH14，由(1)知，余下的2mL氫氧化鈉溶液稀釋為200mL，稀釋了100倍，按照稀釋規(guī)律，溶液的pH值要減小2個單位，(強(qiáng)酸溶液稀釋10n倍，溶液的pH值增加n個單位，強(qiáng)堿溶液稀釋10n倍，溶液的pH值減少n個單位)由14降到12，故應(yīng)選C。注：酸堿稀釋的pH變化也可借助圖像來幫助理解 三、混合型（多種溶液混合）（1）強(qiáng)酸混合 l 強(qiáng)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+V2)再根據(jù)公式pH=-lgc(H+)求pH。若兩強(qiáng)酸等體積混合，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的兩種鹽酸等體積混合后的pH 。若按體積比2：3混合后溶液的pH= 。 （2）強(qiáng)堿溶液混合l 強(qiáng)堿混合后溶液的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)，再通過求出c(H+),最后求pH。若兩強(qiáng)堿溶液等體積混合，可采用速算法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的減去0.3。如pH和pH11兩種NaOH溶液等體積混合后的pH 。若按體積比2：3混合后溶液的pH= 。 強(qiáng)酸和強(qiáng)堿溶液混合 這里的混合，實(shí)為中和，要發(fā)生反應(yīng)：H+OH-H2O,中和后溶液的pH有三種情況： 若恰好中和，pH 若酸有剩，根據(jù)中和后剩余的c(H+)即C(H+)（過）C(H+)1V1C(OH-)2V2）/(V1+V2)再求pH。；此時pH7若堿有剩，根據(jù)中和后剩余的c(OH-),即C(OH-) (過)C(OH-)1V1C(H+)2V2）/(V1+V2)，然后通過求出c(H+)，最后求pH。此時pH7例8.求99mL，pH=1的H2SO4與101mLpH=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：酸過量 故pH=1.7l 溶液混合pH計算原理的應(yīng)用應(yīng)用一：酸與堿溶液混合后的酸堿性判斷例10 有下列幾種選項可供選擇，請將代號填入相應(yīng)的括號內(nèi)A PH 7 B PH7 C PH7 D PH7 E PH7 F無法確定 PH2的HCl與PH12NaOH溶液等體積混合后,溶液的PH為（ E ）PH2的HCl與PH12的NH3H2O溶液等體積混合后，溶液的PH為（ A ）PH2的CH3COOH溶液與PH12NaOH溶液等體積混合后，溶液的PH為（ B ）PH2的酸與PH12NaOH溶液等體積混合后，溶液的PH為（ C ）PH2的HCl與PH12某堿溶液等體積混合后，溶液的PH為（ D ）PH2的某酸與PH12某堿溶液等體積混合后，溶液的PH為（ F ）分析：上述試題特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):酸與堿的PH之和為14；酸與堿溶液的體積相等。結(jié)論：酸與堿溶液混合后的酸堿性判斷取決于酸堿的強(qiáng)弱：同強(qiáng)顯中性；誰弱誰過量，顯誰性。酸弱酸過量，顯酸性，PH7。答案：（1）E（2）A（3）B（4）C（5）D（6）F應(yīng)用二：強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液中和顯中性后PH與體積之比關(guān)系的計算一般通式：若酸的PHa，體積為V(酸)，堿的PHb，體積為V(堿)，混合后溶液呈中性，則酸堿溶液的PH之和與它們的體積之比的關(guān)系為：根據(jù)中性溶液中:n(H+) n(OH-)，有10-aV(酸)(10-14/10-b)V(堿), V(酸) V(堿) 10ab14例11將pH=3的H2SO4 溶液和pH=12的NaOH溶液混合,當(dāng)混合液的pH=10時,強(qiáng)酸和強(qiáng)堿的體積之比為_ 答案：9：1例12在25時，若10體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前，該強(qiáng)酸的pH值之間應(yīng)滿足的關(guān)系是分析：本題著重考查pH值的概念與計算，考查方式是把特殊和具體的問題與普遍、一般的規(guī)律結(jié)合起來，檢查邏輯思維與逆向思維能力，即考查思維的嚴(yán)密性與整體性，在閱讀中必須分析出題干中“兩種溶液混合后溶液呈中性”是本題主要的解題線索。根據(jù)這一線索進(jìn)行逆向思索，它意味著混合前的兩種溶液中，酸溶液中H+離子的物質(zhì)的量與OH離子的物質(zhì)的量相等。據(jù)題設(shè)，則有：10H+酸=OH堿。進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換，同一種溶液（堿溶液）中，H+離子濃度與OH離子濃度乘積等于水的離子積，25時K=110-14，因此上式可變換為：10H+酸= 將方程兩邊分別取負(fù)對數(shù)，并稍作整理。1pH酸=pH堿-14移項后得：pH酸+pH堿=15評述 將化學(xué)問題抽象成數(shù)學(xué)問題，利用數(shù)學(xué)工具，結(jié)合化學(xué)基礎(chǔ)知識通過計算解決化學(xué)問題是思維能力培養(yǎng)的重要方面，本題就是典型例證。課堂能力題再現(xiàn)1、 pH=8的NaOH溶液與pH=10的溶液等體積混合后,溶液中氫離子濃度最接近于（D）A、1/2(10-8+10-10)mol/L B、 (10-8+10-10)mol/LC、 (110-14+510-5)mol/L D、 210-10mol/L2、 若a代表Ba(OH)2溶液，b代表NaOH溶液，c代表NH3H2O溶液，完成下列問題(用a、b、c表示)(1)同物質(zhì)的量濃度的三種溶液的pH大小為：_(2)同pH的三種溶液物質(zhì)的量濃度大小為：_(3)同pH時,三種溶液稀釋相同倍數(shù),pH大小為：_(4)同pH時,三種溶液稀釋不同倍數(shù)后pH仍相同,(pH7),則三種溶液稀釋的倍數(shù)大小為：_(5)同物質(zhì)的量濃度同體積的三種溶液消耗同濃度的鹽酸的體積大小為：_(6)同pH同體積的三種溶液消耗同濃度的鹽酸的體積大小為：_答案；abc 2a=bc a=bc a=bc a=2b=2c a=bc3、25oC時，若體積為Va，pH=a的某一元強(qiáng)酸與體積為Vb，pH=b的某一元強(qiáng)堿混合,恰好中和,且已知Va Vb，a=0.5b，請?zhí)顚懴铝锌瞻譨值可否等于理由是：，a值可否等于理由是：， a值的取值范圍是： 20（1）否；若a=3，則b=6，溶液顯酸性，與題意不符，故（2）否；若a=5，則，即b=10，不符合題意，故（3） 解析：，所以，而即。又，所以【同步練習(xí)】 一、選擇題（每題有1-2個正確答案）：1、下列各堿溶液，當(dāng)其pH相同時，物質(zhì)的量濃度最大的是（ ） A、KOHB、NH3H2OC、Ba(OH)2D、NaOH2、在100時，水的離子積為110-12，若該溫度下某溶液中的H+濃度為110-7mol/L，則該溶液（ ） A、呈堿性B、呈酸性C、呈中性D、C(OH-)=100C(H+)3、在pH=1的硫酸溶液中，由水電離出的H+的濃度為（ ） A、0B、0.1mol/LC、10-7mol/LD、10-13mol/L4、0.01mol/L的NaOH溶液中的C(H+)是0.0005mol/L的Ba(OH)2溶液中C(H+)的（ ） A、10倍B、20倍C、倍D、倍5、在25時，pH=0的溶液中，下列說法正確的是（ ） A、C(H+)=0B、C(H+)C(OH-)6、中和10mL 1.0mol/L的HCl溶液，需要消耗相同體積的NaOH溶液或氨水，則NaOH溶液和氨水的（ ） A、pH值相同B、電離度相同 C、物質(zhì)的量濃度相同 D、溶質(zhì)的質(zhì)量相等7、常溫下某溶液中OH的濃度是H+濃度的10000倍，該溶液的pH為（ ） A、5B、8C、9D、138、下列說法中正確的是（ ） A、100mL pH=3的鹽酸和醋酸溶液，與足量鋅反應(yīng)，起始時二者產(chǎn)生氫氣的速率基本相等。 B、100mL 1mol/L的鹽酸和50mL 2mol/L的鹽酸分別與足量的鋅反應(yīng)，二者放出氫氣的速率和質(zhì)量均相等。 C、100mL pH=3的鹽酸和醋酸溶液，與足量鋅反應(yīng)后，所得氫氣的質(zhì)量相等。 D、100mL 0.1mol/L的硫酸和鹽酸溶液，與足量鋅反應(yīng)后，前者放出氫氣的質(zhì)量是后者放出氫氣質(zhì)量的2倍。9、下列試紙中，在測溶液的性質(zhì)時，預(yù)先不能用蒸餾水潤濕的是（ ） A、石蕊試紙B、醋酸鉛試紙C、KI淀粉試紙 D、pH試紙10、已知D2O能發(fā)生類似于H2O的電離：D2O D+OD-。常溫時，C(D+)C(OD-)=210-15，則下列敘述正確的是（ ） A、當(dāng)pD=7時，溶液呈中性B、pD+pOD=14 C、0.1mol/L的DCl溶液中pD=1D、0.1mol/L的NaOD溶液中pD=13二、填空題：11、HA、HB、HC三種一元弱酸溶液的濃度都是0.1mol/L。在室溫時，HA溶液中A的濃度是1.3210-3mol/L，HB的電離度是1.15%，HC溶液的pH值等于3，這三種酸的酸性由強(qiáng)到弱的順序是 。12、將pH=3的某一元弱酸溶液沖稀10倍時，溶液的pH范圍是 ，確定為該范圍的理由是 。13、在25時，若10體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則混合之前，該強(qiáng)酸的pH值與強(qiáng)堿的pH值之間應(yīng)滿足的關(guān)系是 。14、試回答如何分別利用（1）蒸餾水，（2）pH=10的NaOH溶液，（3）0.01mol/L的鹽酸；使pH=12的NaOH溶液10