溶液pH計算的基本方法

溶液pH計算的基本方法湖北省潛江中學(xué)陳自新(433100)一、基本計算定義：pH=-lg{c(H+)}。1、 若c(H+)=10-nmol/L，則pH=n2、 若c(H+)=mX10-nmol/L，則pH=n-lgm3、任何物質(zhì)的水溶液中，由水電離產(chǎn)生的 c(H+)與c(OH-)總是相等的,即：c(H+)=c (OH-)水水4、 常溫(25°C)時：c(H+)Xc(OH-)=1X10-145、 n元強(qiáng)酸溶液，如HA,設(shè)其濃度為cmol/L，貝I」nc(H+)=ncmol/L,pH=-lg{c(H+)}=-lgnc。6、 n元強(qiáng)堿溶液，如B(OH),設(shè)其濃度為cmol/L，貝I」n10-14c(H+)= mol/L，pH=-lg{c(H+)}=14+lgnc。nc二、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿溶液混合后pH的計算】、兩強(qiáng)酸溶液混合，先求出c混(H+)。H+)H+)C(H+)V+C(H+)V=—1 1 22V+V12再Pj=-費(fèi)混(H+)}注：V］、V2的單位可為L或mL,但必須一致。2、兩強(qiáng)堿溶液混合，先求出c混(OH-)?；烨笏銉蓮?qiáng)堿溶液混合后的pH時，不能直接根據(jù)題中給出的堿的pH求算混合液的pH,而必須先分別求出兩強(qiáng)堿溶液中的c(OH-)，再依下式求算?；?OH-):c混(OH-c混(OH-)C(OH-)V+C(OH-)V—1 122V+V12然后求出7混魚+)10-14C(OH-)混mol/L，最后求出pH混=-lg{c混(H+)}。3、強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液混合后pH的計算：解題步驟：先分別求出強(qiáng)酸中的n(H+),強(qiáng)堿中的n(OH-),依H++OH-=H2O，比較出n(H+)與n(OH-)的大小。⑴當(dāng)n(H+)=n(OH-)時，強(qiáng)酸與強(qiáng)堿恰好中和，混合液顯中性，pH=7［反之，若混合液的pH=7,則必有n(H+)=n(OH-)］。 V+V

酸堿V+V酸堿⑵當(dāng)n(H+)>n(OH-)時，酸過量，則：c混(H+)= +)—n(OH-) V+V

酸堿V+V酸堿混再求出pH混。⑶當(dāng)n(H+)V⑶當(dāng)n(H+)Vn(OH-)時，堿過量，貝I」：C(OH-)=混n(OH-)-n(H+)V+V酸堿n(OH-)-余V+V酸堿然后求出c混H+然后求出c混H+)10-14C(OH-)混mol/L，最后求出pH混=-lg{c混(H+)}。(求得的pH混混混混必大于7)。若己知pH混>7,則必須用上式進(jìn)行相關(guān)的計算。⑷強(qiáng)酸(pH酸)、強(qiáng)堿(pH堿)混合反應(yīng)后溶液呈中性時，二者體積與pH的關(guān)系規(guī)律:VpH+pH=14+lg酸-酸堿V堿若pH +pH =14，則V :V =1：1酸 堿 酸 堿若pH +pH >14，則V :V 二10對(酸)+ph(堿)]-i4：l。酸 堿 酸 堿若pH“+pHV14，則V“:V=1:1014-[ph(酸)+ph(堿)]。三、酸、堿溶液稀釋后的pH變化規(guī)律(1)強(qiáng)酸pH=a，加水稀釋10"倍，則pH=a+n。⑵弱酸pH=a，加水稀釋10"倍，則pHVa+n。(3)強(qiáng)堿pH=b，加水稀釋10"倍，則pH=b-n。⑷弱堿pH=b，加水稀釋10"倍，則pH>b-n。(5)酸、堿無限稀釋時，pH只能約等于或接近7,酸的pH不能大于7,堿的pH不能小于7。例1、常溫下1體積pH=13的某強(qiáng)堿溶液與9體積的pH=2的某強(qiáng)酸溶液混合，求混合溶液的pH(設(shè)混合液的體積為兩溶液的體積之和)。解析：設(shè)1體積為1L，pH=13的強(qiáng)堿溶液中的c(OH-)=0.1mol/L，pH=2的強(qiáng)酸溶液中的c(H+)=0.01mol/L，發(fā)生中和反應(yīng)后，堿過量，此時混合溶液中C(OH-)=(0.1mol/LX1L-0.01mol/LX9L)/(1L+9L)=0.001mol/L。故混合溶液混TOC\o"1-5"\h\z10-14 10-14\o"CurrentDocument"的pH=-lg =-lg =11。\o"CurrentDocument"C(OH-) 0.001混例2、有兩瓶pH相等的酸溶液，一瓶是強(qiáng)酸，一瓶是弱酸，現(xiàn)只有石蕊溶液、酚酞溶液、pH試紙和蒸餾水，而沒有其它試劑，簡述如何用最簡便的實驗方法來判別哪一瓶是強(qiáng)酸？解析:不能選用石蕊，因為無法根據(jù)紅色的深淺作出判斷。答題要點(diǎn):各取等體積的酸溶液后，用蒸餾水稀釋同樣的倍數(shù)(如100倍)，然后用pH試紙分別測定其pH，pH大的為強(qiáng)酸。例3、已知95°C時水的KW=1X10-12。現(xiàn)將保持95°C恒溫時的pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=5的稀鹽酸混合，欲使混合液的pH=7,則Ba(OH)2溶液與稀鹽酸溶液的體積比為 。解析:由題意判斷可知，混合液呈堿性，其中含有的K 10-12c (OH-)= = =10-5mol/L。 pH=8的Ba(OH)2中含有混 10-7 10-7 2c(OH-)=10-4mol/L，pH=5的稀鹽酸含有c(H+)=10-5mol/L，不妨假設(shè)需要Ba(OH)2溶液和稀鹽酸和體積分別為x、y,則有10-5mol/L=(10-4mol/LXx-10-5mol/LXy)/(x+y)解得:x:y=2:9。例4、25C時，若體積為V、pH=a的某一元強(qiáng)酸與體積為Vb、pH=b的某一元強(qiáng)堿ab

混合，恰好中和，且己知VVVb和a=0.5b。請?zhí)顚懴铝锌崭瘢篴b（1）a可否等于3？ （填“可”或“否”，）其理由是 （2）a可否等于5？ （填“可”或“否”，）其理由是 （3）a的取值范圍是 。解析：（1）若a=3，由a=0.5b可知b=6，與題設(shè)pH=b的一元堿矛盾。（2）若a=5，由a=0.5b，得b=10，Cb（OH-）=10-4mol/L,中和時有VaCaVaCa(H+)=VbCb(OH-)，即V—aVbC(OH-)——bC(H+)a甞=10>1,與題設(shè)10-5VVV不符。VVV不符。abV(3)由題設(shè)芮V1,可得:b10-14C(OH-)C(H+)C(H+) C(H+)b a a10-1410-b10-a10a+b-14V1，即a+b-14<0。又即a+b-14<0。又a=0.5b14T，故a>72。14<3故3a<14又一元強(qiáng)堿pH=b=2a>7所以a的取值范圍為：2<a練習(xí)：1.為了更好地表示溶液的酸堿性，科學(xué)家提出“酸度”（用AG表示）概念A(yù)G=J”)}AG=J”)}0{C(OH-)}列敘述中正確的是（①任何溫度下，純水的AG等于0； ②溶液的AG越小，酸性越強(qiáng)；③常溫下，0.1mol/L鹽酸的AG=12；④25°C時，某溶液的AG=-10，其pH=10。A.①③ B.②④ C.①② D.③④pH=5的鹽酸和pH=9的氫氧化鈉溶液以體積比11：9混合，則混合液的pH為（）A.7.2 B.8 C.6 D.無法計算若1體積硫酸恰好與10體積的pH=11的氫氧化鈉溶液完全反應(yīng)，則二者物質(zhì)的量濃度之比為（）A.10：1B.5：1 C.1：1D.1：10常溫下某強(qiáng)酸溶液pH=a,強(qiáng)堿溶液pH=b，己知a+b=12，酸堿溶液混合后pH=7,則酸溶液體積V和堿溶液體積Vb的正確關(guān)系為（）abA.V=102V B.102V=V C.V=2VD.2V=Va b ab ab ab室溫時，將xmLpH=a的稀NaOH溶液與ymLpH=b的稀鹽酸充分反應(yīng)。下列關(guān)于反應(yīng)后溶液pH的判斷，正確的是（ ）A.若x=y，且a+b=14，貝I」pH>7 B.若10x=y，且a+b=13，貝I」pH=7C.若ax=by，且a+b=13，貝I」pH=7D.若x=10y，且a+b=14，貝I」pH>76?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,當(dāng)溶

液中的Ba2+恰好完全沉淀時，溶液的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溶液的體積之比是( )A.1：9 B.1：1 C.1：2 D.1：4將pH=8的Ba(OH)2溶液與pH=10的NaOH溶液等體積混合，溶液中C(H+)最接近于()1A.2(10-8+10-10)mol/L B.10-8mol/L1C.q(2X10-8+10-10)mol/L D.2X10-10mol/LTOC\o"1-5"\h\z室溫時，將pH=5的H2SO4稀釋10倍,則所得溶液中C(H+)：C(SO42-)= 。若將稀釋后的溶液再稀釋100倍，則C(H+)：C(SO42-)= 9.某溫度(t°C)時，測得0.01mol/L的NaOH溶液的pH=11，則該溫度下水的KW= 。則溫度 (選填大于、小于或等于)25C，其理由是 。此溫度下，將pH=a的NaOH溶液VaL與pH=b的H2SO4溶液VbL混合，通過計算填寫以下不同情況時兩溶液的體積比：若所得混合液為中性，且a=12，b=2則Va:Vb= ；b若所得混合液為中性，且a+b=12，則Va:Vb= ；b若所得混合液的pH=10，且a=12，b=2則Va:Vb= 。10.25C時，將體積為V、pH=a的某一元強(qiáng)堿與體積為Vb、pH=b的某二元強(qiáng)酸混合。ab若所得溶液的pH=11，且a=13，b=2,則Va：Vb= 。若所提溶液的pH=7,且已知Va>Vbb=0.5a,b'值可否等于4(填“可”或“否”) ，其理由是 。為了更好地表示溶液的酸堿性，科學(xué)家提出“酸度” (用AG表示)概念，{C(H+)}AG=lg「—。25C時，若溶液呈中性，則AG= ，溶液的pH與AG的換算公式為AG= (要簡化)。參考答案:1.A2.C3.B4.B5.D6.D7.D8.2:1； 20:19.10-13；大于；水的電離是吸熱的，升溫時水的電離平衡正向移動，KW增大，因