強(qiáng)酸強(qiáng)堿混合溶液的pH計(jì)算

1、僅供個(gè)人參考有關(guān)溶液pH的定量計(jì)算及相關(guān)知識(shí)遷移題型是高考命題的重點(diǎn)內(nèi)容。因?yàn)樯婕暗较鄬?duì)比較多的計(jì)算內(nèi)容，所以在這一部分也衍生出了很多相關(guān)的巧算規(guī)則。但是，所 有衍生的巧算都有一個(gè)共同的實(shí)質(zhì)，如果想巧用規(guī)則、在考試中出奇制勝，就一定 要好好地理解并吃透這一部分的計(jì)算原理。無(wú)論是溶液稀釋型、溶液混合型、反應(yīng) 型或者是水解電離型的溶液pH計(jì)算，其實(shí)都是有一個(gè)共同的計(jì)算原則的。在這個(gè)專題中，我們就要一起來(lái)探討這個(gè)原則，并看看它是怎樣應(yīng)用于各種類型題的。計(jì)算原則在計(jì)算pH之前，一定要事先判斷混合后溶液的酸堿性：若混合溶液顯酸性， 一定用H+計(jì)算；混合溶液顯堿性，一定用 OH-計(jì)算，絕對(duì)不能顛倒。強(qiáng)酸強(qiáng)

2、堿溶液混合后，若H+過(guò)量，則c(H+)Va-c(OH-)V bc(H + ) 混合=Va+V b；若OH-過(guò)量，貝yc(OH-)V b -c(H+)Vac(OH-)混合=Va + V b在這一個(gè)專題中，對(duì)于大家的要求不是掌握多少規(guī)則或是“巧妙”的辦法，而是要 老老實(shí)實(shí)地按照解題的原則步驟一步步算下來(lái)，并且要求計(jì)算準(zhǔn)確！熟能生巧，只 有好好地把基礎(chǔ)理解并掌握了，才能更好地理解和應(yīng)用更巧妙的辦法。下面我們就來(lái)實(shí)際體驗(yàn)一下，看看混合溶液pH求算原則是怎樣應(yīng)用到實(shí)際中的體驗(yàn)1常溫下60 mL 0.5 mol L-1 NaOH溶液和溶液的()A、0.5B、1.7C、2D40 mL 0.4 mol L-1

3、 的 H2SO4相混合后， pH約為、13.2體驗(yàn)思路：按照強(qiáng)強(qiáng)堿混合溶液 pH求算原則，先判斷混合后溶液的酸堿性，然后計(jì) 算溶液中的H誠(chéng)OH-的濃度，再換算成 pH。要記住，在 pH的計(jì)算題中，混合溶液 c(H+)或c ( OH-)的求算等式在絕大多數(shù)情況下都是解題的關(guān)鍵！體驗(yàn)過(guò)程: 第一步：判斷混合后溶液酸堿性混合后溶液的酸堿性是由混合前酸和堿中H+和OH-物質(zhì)的量決定的。混合前 n ( H+) =2X 0.4 mol L-1 X 0.04L=0.032mol 故混合后溶液呈酸性。n (OH-) = 0.5 mol因?yàn)閚不得用于商業(yè)用途-L-1 X 0.06L=0.03mol(0H- )v

4、 n ( H+)第二步：計(jì)算混合溶液中H+的濃度c(H+)= n (H+) n(0 H-)/VNaOH + VH2S04=0.02mol/L第三步：通過(guò)換算計(jì)算溶液PhpH= log(H+)=1.7答案:B小結(jié)：還是按照計(jì)算原則，先判斷溶液的酸堿性，然后再進(jìn)行pH計(jì)算！體驗(yàn)1屬于比較“正統(tǒng)”的、，完全按照解題步驟走就可以得到答案的類型題。那么 如果換一種問(wèn)法，又要如何下手呢？其實(shí)萬(wàn)變不離其中。我們來(lái)看看下面的題目就 可以體會(huì)到這一點(diǎn)了。體驗(yàn)2常溫下，pH=4的鹽酸和pH=12的NaOH溶液配成pH=7的溶液，則它們的體積比為()A.100:1 B.1:90C.90:2D.1:100體驗(yàn)思路：強(qiáng)

5、酸強(qiáng)堿溶液混合題型，解題的關(guān)鍵步驟都離不開混合溶液的c(H+)或c(OH-)的求算等式。在這一道題目中，混合后的溶液呈中性，即給出關(guān)鍵提示：混 合前酸和堿的 H+和OH物質(zhì)的量相等。以此為解題突破點(diǎn)，列出與酸堿體積相關(guān)的 等式，就可以輕松求解了。體驗(yàn)過(guò)程：根據(jù)題意，鹽酸的濃度為10-4mol/L , NaOH溶液濃度為10-2mol/L。設(shè)混合用酸的體積為 V1,堿的體積為 V2。因?yàn)榛旌锨八岷蛪A的H+和OH-物質(zhì)的量相等所以有等式10° Vl J0? V2解得酸和堿的體積比為匕=100:1覺(jué)得這道題有些簡(jiǎn)單，滿足不了你的成就感？不要著急，再來(lái)看下一道題目吧！體驗(yàn)3已知稀鹽酸的物質(zhì)的

6、量濃度為amol/ L,稀NaOH溶液濃度bmoL/L,當(dāng)兩種溶液等體積混合后，所得溶液的pH=2(混合液的體積視為原溶液體積的加合)，則a和b的關(guān)系為 ()(A)a=b / 2(B)b=a / 2(C)a=b+0.02(D)a=b+0.01體驗(yàn)思路：乍一看，這道題的解題思路和上兩道題目又有不同：要得到的是酸和堿 的濃度關(guān)系。但是，前面我們已經(jīng)反復(fù)說(shuō)過(guò)，只要是涉及到酸堿溶液混合的題目， 解題過(guò)程的核心都離不開混合后溶液c(H+)或c(OH-)的求算等式。只要找到了突破點(diǎn)，求解過(guò)程就又變得很輕松了！體驗(yàn)過(guò)程：因?yàn)榛旌虾笕芤旱臐舛葹?0-2mol/L，且酸和堿為等體積混合，不得用于商業(yè)用途所以有等

7、式10-2mol/L= aV+bV2V得到a與b的關(guān)系式：a=b+0.02答案：C怎么樣，你是不是已經(jīng)對(duì)強(qiáng)酸和強(qiáng)堿混合溶液的pH求算題型已經(jīng)有了一定的理解呢？下面我們就要開始加大題目的難度了，通過(guò)實(shí)踐來(lái)檢驗(yàn)和鞏固你對(duì)于這部分知 識(shí)的掌握！相信用心的你一定可以過(guò)關(guān)的！實(shí)踐1根據(jù)題意列出25 C時(shí)，等體積硫酸和氫氧化鈉溶液混合后，若溶液呈堿性，則混合前硫酸的pH值和氫氧化鈉溶液的pH值之間應(yīng)滿足的關(guān)系是()(A)pH g+pHNaOHW(B)pH H2SO4+pHNaOH<14(C)pH H2SO4+pHNaOH=14指點(diǎn)迷津：盡管選項(xiàng)里含有與(D)pH g+pHNaOHWpH相關(guān)的不等式關(guān)

8、系，但是解題思路仍然不變:根據(jù)混合溶液的c(H+)或c(OH-)的求算列出等式。你是否能夠清晰地找到這個(gè)關(guān)系？找 到突破口就是成功的一半哦!實(shí)踐略解：常溫下，混合后溶液為堿性，則原溶液中OH物質(zhì)的量要大于 H+物質(zhì)的量。即所用酸和堿中n (OH-)> n(H+).溶液且為等體積混合，設(shè)使用硫酸溶液中H+濃度為c ( H+) H2SO4氫氧化鈉溶液中OH濃度為c (OH-) NaOH則可列出等式+ -c(H NsqVvcQH )NaOHV在常溫下，利用水的離子積把c(OH)NaOH以H+濃度的形式表示出來(lái)有:+C(H )H2SO4c(H)NaOH即得到pHH2SO4 +pHNaOH>

9、14答案：Ao實(shí)踐2(05江蘇)在一定體積pH=12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO4溶液，當(dāng)溶液中的Ba2+恰好完全沉淀時(shí)，溶液 pH=11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積之和，則Ba(OH)2溶液與NaHSO4溶液的體積比是()A. 1 : 9 B . 1 : 1 C . 1 : 2 D . 1 : 4 不得用于商業(yè)用途指點(diǎn)迷津：做題以前，我們需要有這樣一個(gè)化學(xué)常識(shí)：NaHSO柯以在水溶液中完全電離，所以在實(shí)驗(yàn)室中可以被當(dāng)作強(qiáng)酸來(lái)用。盡管沒(méi)有給出與酸和堿濃度的直接相 關(guān)信息，但是我們?nèi)匀豢梢愿鶕?jù)題中所給反應(yīng)的化學(xué)計(jì)量關(guān)系來(lái)間接得

10、到酸堿濃度 關(guān)系。由題目已知混合溶液為堿性，所以解題關(guān)鍵仍然是列出混合后溶液OH濃度的求算等式，借以推出 Ba(OH)2溶液與NaHSO4§液的體積關(guān)系。實(shí)踐略解：溶液中的Ba2+恰好完全沉淀，即參加反應(yīng)的Ba(OH)2和NaHSO4物質(zhì)的量是相等的；反應(yīng)后溶液pH=11為堿性，則該化學(xué)反應(yīng)可以寫作：Ba(OH)2 + NaHSO4 = BaSO4 + NaOH +H2O列出混合后溶液OH-的求算等式_ - +C(OH )V Ba(OH)2C(H )VNaHSO4c(OH )混=-V Ba(OH)2 + V NaHSOq=2c(Ba(OH) 2)V Ba(OH) 2 -c(NaHSO

11、4)V NaHSOqV Ba(OH)2 + V NaHSOq2c(Ba(OH) 2)V Ba(OH) 2-c(Ba(OH) 2)V Ba(OH) 2V Ba(OHL + VNaHSO4帶入數(shù)據(jù)，上下同除以VBa(OH)2，得到10 -iVNaHSOc(Ba(OH) 2)V Ba(OH)2Ba(OH) 2解得VBa(OH)2 ： Ba(OH)2 + V NaHS°4NaHSO4=1： 4答案：Db小結(jié)：在這道題目中，大家要特別注意在二元堿Ba(OH)2溶液中，溶液濃度與所含OH-離子濃度的關(guān)系為 2cBa(OH)2=c(OH-)。抓住這個(gè)要點(diǎn)以及pH的計(jì)算原則，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)推導(dǎo)就可以

12、得到所用酸堿溶液的體積比了。實(shí)踐325 C時(shí)，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和a=0.5b，請(qǐng)?zhí)顚懴铝锌瞻祝?1) a值可否等于3 (填“可”或“否” )，其理由是 (2) a值可否等于5 (填“可”或“否”)，其理由是 (3) 試確定a的取值范圍。指點(diǎn)迷津：這一道題目需要一定的邏輯推理與數(shù)學(xué)計(jì)算能力。但是，所有的推理過(guò)程都需要以強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液混合pH的計(jì)算原則做指導(dǎo)。我們來(lái)一起嘗試一下，看看是否像想象中的那樣難？不得用于商業(yè)用途實(shí)踐略解：若酸堿完全中和，那么所用的酸和堿溶液中H+和0H物質(zhì)的量一定相等,有等式10 -

13、 Va =1014 - Vb式是我們解這道題的基礎(chǔ)。假設(shè)a=3,則b=6。一元強(qiáng)堿的 pH=6，溶液顯酸性，不符合實(shí)際。 所以a不可能為3。假設(shè)a=5，則b=10。將a=5, b=10帶入得到：5410Wa 二10rVb得到Va：Vb =c(OH Jb：c(H )a =10 1即Va Vb與題目所給已知條件 Va :Vb矛盾。所以a不可能為5。根據(jù)式，經(jīng)過(guò)推導(dǎo)我們可以得到酸和堿的體積關(guān)系為：c(H )wVa _c(OH) _ c(H )b =10(a bA4) d y c(H )a 一 c(H )a 一解得(ab14)：0再根據(jù)所給a和b關(guān)系等式a = 0.5b帶入得到又因?yàn)槁?lián)立、得到143a

14、 ： 14, a :37 b =2a 7,a2714a :23答案：(1)否；若a=3，則b=6，溶液顯酸性，與題意不符，故(2)否；若a=5，貝H c(H Ta=10mol L1，即 b=10，c(OH Jb =10mol LVa：Vb =C(OH -Db:c(H )a 1 不符合題意，故 a =5714-:a :(3) 23總結(jié)：經(jīng)過(guò)這一套專題的講解， 相信你已經(jīng)對(duì)于強(qiáng)酸強(qiáng)堿溶液混合pH的計(jì)算原則已經(jīng)有相當(dāng)?shù)牧私饬耍翰徽擃}目如何變化，混合溶液H+或OH濃度的求算等式總是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。好了，下面就是習(xí)題訓(xùn)練，看看你能不能以最短的時(shí)間全部答對(duì)？ 如果你做到了，那么恭喜你，這一部分過(guò)關(guān)了！不得

15、用于商業(yè)用途相關(guān)習(xí)題訓(xùn)練1、 將pH等于3的強(qiáng)酸溶液和pH等于12的強(qiáng)堿溶液混合，當(dāng)溶液的pH 11時(shí)，強(qiáng)酸于強(qiáng)堿的體積比是（）A. 9: 2B.9:lC.l:10D.2:52、250 C時(shí)，向Vm L pH=a的鹽酸中滴加pH=b的氫氧化鈉溶液10 Vm L時(shí),溶液中Cl-的物質(zhì)的量恰好等于Na+的物質(zhì)的量，則此時(shí) a+b的值為 （）A. 13B. 14C. 15D.不能確定3、在25C時(shí)，有pH值為a的鹽酸和pH值為b的NaOH溶液，取Va升該鹽酸同該NaOH溶液中和，需 Vb升NaOH溶液，問(wèn)：若 a+b=14 時(shí)，則 Va/Vb= .（ 填數(shù)值 ）若 a+b=13 時(shí)，則 Va/Vb=

16、 .（ 填數(shù)值 ）若a+b> 14時(shí)，貝U Va/Vb=.（填表達(dá)式），且Va Vb.（填v 、>、=）習(xí)題答案1、A 2、A 3、 1 1/10 10a+b-14, >不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人參考僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l &#

17、39; e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasa des fins commerciales.to員bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymoiflCH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex.以下無(wú)正文不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r

18、den pers?nlichen f u r Studien, Forschung, zu kommerziellen Zwecken verwendet werden.Pour l ' e tude et la recherche uniquementa des fins personnelles; pasmmedsslsis coto員bko gA.nrogeHKO TOpMenob3ymrnccH6yHeHuac egoB u HHuefigoHMucno 員 B30BaTbCEb KOMMepqeckuxqe 員 ex.以下無(wú)正文不得用于商業(yè)用途僅供個(gè)人用于學(xué)習(xí)、研究；不得用于商業(yè)用途For personal use only in study and research; not for commercial use.Nur f u r den per