高三化学水溶液中的离子平衡(上)五.pH的计算练习新人教版.docx

【教学目标】
1. 初步学会计算酸碱pH值以及氢离子浓度和pH值互算。
2. 掌握pH一样强酸与弱酸几个规律。
【重点难点】熟练掌握有关pH简单计算

【自主学习】
一. 溶液pH
(1) 溶液pH概念：
在c(H＋)≤1 mol·L－1水溶液中，采用c(H＋)负对数来表示溶液酸碱性强弱．
(2) 数学表达式： pH＝－1g[c(H＋)]
假设c(H＋)＝10－n mol·L－1，那么pH＝n．
假设c(H＋) ＝m×10－n mol·L－1，那么pH＝n－lgm．
(3) 溶液酸碱性强弱与pH关系．
① 常温(25℃)时：
pH＝7，溶液呈中性，c(H＋)＝c(OH－)＝1×10－7 mol·L－1．
pH＜7，溶液呈酸性，pH小(大) c(H＋)大(小) 溶液酸性强(弱)．
PH＞7，溶液呈碱性，pH大(小) c(OH－)大(小) 溶液碱性强(弱)．
② pH范围为0～14之间．pH＝0溶液中并非无
H＋，而是c(H＋)＝1mol·L－1；pH＝14溶液中并非没有OH－，而是c(OH－)＝1 mol·L－1．pH减小(增大)n倍，那么c(H＋)增大为原来10n倍(减小为原来1／10n 倍)，相应c(OH－)减小为原来1／10n 倍(增大为原来10n倍)．
③ 当溶液中c(H＋)＞1mol·L－1时，pH＜0；c(OH－)＞1mol·L－1时，pH＞14．因此，当溶液中c(H＋)或c(OH－)大于1mol·L－1时，一般不用pH来表示溶液酸碱性，而是直接用c(H＋)或c(OH－)来表示．所以，pH只适用于c(H＋)或c(OH－)≤1 mol·L－1稀溶液．
④ 也可以用pOH来表示溶液酸碱性．pOH是OH－离子浓度负对数，即pOH＝一lg[c(OH－)]．因为25℃时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14，所以：pH + pOH ＝14。
【典例诠释】
1. 安康人血液pH值为7.35～7.45,患某种疾病人血液pH值可暂降到5.9,问此时血液中氢离子浓度为正常状态多少倍？
【答案】
【解析】c(H＋)＝10－pH　，　c(H＋)＝10至c(H＋)＝10，病人pH值为5.9，那么[H＋]＝10
求倍数关系：10÷10＝10＝28.2
　　　　　10÷10＝10＝35.5
.
2 .2SO4溶液pH值。
【答案】2
【解析】 c〔H2SO4
c(H＋) = 0.005×2 = 0.01 mol/L
pH = -lg c(H＋) = -lg0.01 = 2
3. 求室温条件下 0.005mol/LBa(OH)2溶液pH值。
【答案】12
【解析】c〔Ba(OH)2
c(OH－)
c(H＋) = Kw/ c(OH－) = 10－14/0.01 = 10－12mol/L
PH = -lg c(H＋) = -lg10－12 = 12
4. 以下关系一定正确是〔 〕
A．当溶液中c〔H＋〕＞1×10－7 mol·L－1时，其pH＜7，溶液呈酸性
B．当溶液中c〔H＋〕＞1×10－7 mol·L－1时，其pH＞7，溶液呈碱性
C．当溶液中c〔H＋〕＝c〔OH－〕＞1×10－7 mol·L－1时，其pH＜7，溶液呈中性
D．当溶液中c〔H＋〕＝c〔OH－〕＞1×10－7 mol·L－1时，其pH＜7，溶液呈酸性
【答案】C
【解析】根据c〔H＋〕与c〔OH－〕相对大小判断溶液酸碱性。

溶液中pH计算
1. 根本关系式：
① pH＝－1g[c(H＋)]
② c(H＋)＝10－pH mol·L－1
③ 任何水溶液中，由水电离产生c(H＋)与c(OH－)总是相等，即：c水(H＋)＝c水(OH－)．
④ 常温(25℃)时，c(H＋)·c(OH－)＝1×10－14
⑤ n元强酸溶液中c(H＋)＝n·c酸；n元强碱溶液中c(OH－)＝n·c碱·
2. 强酸与弱酸、强碱与弱碱溶液加水稀释后pH计算．
① 强酸与弱酸分别加水稀释一样倍数时，由于弱酸中原来未电离弱酸分子进一步电离出离子，故弱酸pH变化小．设稀释10n倍，那么：
强酸：pH稀 ＝ pH原 + n
弱酸：pH稀 ＜ pH原 + n
3. 两强酸或两强碱溶液混合后pH计算．
① 两强酸溶液混合．先求出：

再求pH混＝－1g[c混(H＋)]
注：V1、V2单位可为L或mL，但必须一致．
② 两强碱溶液混合．求算两强碱溶液混合后溶液pH时，不能直接根据题中给出碱pH求算混合液pH，而必须先分别求出两强碱溶液中c(OH－)，再依下式求算c混(OH－)：

然后求出c混(H＋)、pH混．
例如：将pH＝8Ba(OH)2溶液与pH＝10NaOH溶液等体积混合后，溶液中c(H＋)应为2×10－10 mol·L－1，而不是(10－10 + 10－8)／2 mol·L－1．
4. 强酸与强碱溶液混合后pH计算．
解题步骤：分别求出酸中n(H＋)、碱中n(OH－)→依H＋ + OH－＝H2O比拟出n(H＋)与n(OH－)大小．
① n(H＋)＝n(OH－)时，恰好中和，混合液显中性；pH＝7．[反之，假设混合液pH＝7，那么必有n(H＋)＝n(OH－)]
② n(H＋)＞n(OH－)时，酸过量，那么：
再求出pH混(求得pH混必小于7)．
注：假设pH混＜7，那么必须利用上式进展相关计算．
③ n(H＋)＜ n(OH－)时，碱过量．那么：
然后求出c混(H＋)、pH混．
注：假设pH混＞7，那么必须利用上式进展相关计算．
5. 强酸与强碱混合反响后溶液呈中性时，强酸pH酸、强碱pH碱与强酸溶液体积V酸、强碱溶液体积V碱之间关系：
当溶液呈中性时：n(H＋) ＝n(OH－)
即：c(H＋)·V酸＝c(OH－)·V碱
25℃时，有c酸(H＋)·V酸＝1×10－14／c碱(H＋)·V碱，整理得：c酸(H＋)·c碱(H＋)＝1×10－14 V碱／V酸，两边取负对数得：
{－1g [c酸(H＋)]} + {－lg[ c碱(OH－)]}＝{－lg(1×10－14)} + {－lg (V碱／V酸)}
故 pH酸 + pH碱 ＝14 + lg(V酸／V碱)
① 假设pH酸+pH碱＝14，那么V酸∶V碱＝1∶1，即强酸与强碱等体积混合．
② 假设pH酸+pH碱＞14，那么：V酸∶V碱＝∶1
③ 假设pH酸+pH碱＜14，那么：V酸∶V碱＝1∶
6. 假设酸〔pH1〕和碱〔pH2〕等体积混合，且pH1+ pH2=14，
假设强酸与强碱，那么恰好反响，pH =7；
假设弱酸与强碱，那么酸有剩余，pH＜7；
假设强酸与弱碱，那么碱有剩余，pH＞7。
〔室温下pH=a酸与pOH=b碱溶液等体积混合，且a+b=14，混合后溶液酸碱性：谁弱显谁性、同强同弱显中性〕

1. 10mLpH＝4盐酸，稀释10倍到100mL时，求pH。
【答案】5
【解析】pH＝4，即c(H＋)＝1×10－4mol/L，稀释10倍，即c(H＋)＝1×10－5mol/L， 所以pH＝5。

2. pH＝6稀盐酸稀释至1000倍，求pH。
【答案】
【解析】pH＝6稀盐酸，稀释1000倍时：
[H＋]＝(1×10－6＋999×10－7)/1000＝1.009×10－7，

【名师点拨】)当强酸、强碱溶液H＋离子浓度接近水电离出H＋离浓度(1×10－7mol/L)时，水H＋离子浓度就不能忽略不计。

3. pH＝12，pH＝10强碱溶液按等体积混合后溶液pH值。
【答案】
【解析】碱溶液混合，溶液以OH－为主，所以应选确定c(OH－)， c(OH－)＝(1×10－2＋1×10－4)/2＝5.05×10－3(mol/L)，得：pOH＝2.3，pH＝14－2.3＝11.7
也可根据水离子积常数，在先确定出溶液中c(OH－)为5.05×10－3mol /L后，再求[H＋]pH值。
c(H＋)＝kw/ c(OH－)＝(1×10－14)/(5.05×10－3)＝1.98×10－12(mol/L)

4. pH＝5和pH＝3强酸溶液接等体积混合后溶液pH值。
【答案】
【解析】强酸溶液混合，溶液中[H＋]是主要。
c(H＋)＝(1×10－5＋1×10－3)/2＝5.05×10－4

5. mol/L盐酸和0.06mol/LBa(OH)2溶液按等体积混合溶液pH值等于多少？
【答案】12
【解析】根据盐酸和Ba(OH)2间反响物质量之比可知：0.1molHCl可和0.05 molBa(OH)2完全中和。所以剩余0.01molBa(OH)2－。
　 此时溶液中c(OH－)＝0.02/2＝0.01(mol/L)，pOH＝2，pH＝12。
或c(H＋)＝Kw/ c(OH－)＝1×10－14/0.01＝1×10－2(mol/L)
　pH＝12

6. 用pH＝4和pH＝11强酸和弱碱混合，使pH＝10，求两溶液体积比？
【答案】9/2
【解析】pH＝4，c(H＋)＝1×10－4mol/L，设其体积为V1。pH＝11，c(OH－)＝1×10－3mol/L，设其体积为V2。混合后pH＝10，c(OH－)＝1×10－4mol/L，
　　可以预见碱多酸少符合题意，故可得下式：
　　 (V2×10－3－V1×10－4)/(V1＋V2)＝10－4
　　 V2×10－3－V1×10－4＝V1×10－4＋V2×10－4
　　 V1(2×10－4)＝V2(10－3－10－4)
　　 V1(2×10－4)＝V2(9×10－4)
　　 得：2V1＝9V2 即V1/V2＝9/2
7. 在室温下等体积酸和碱溶液，混合后pH一定小于7是〔 〕
A．pH=3硝酸和pH=11NaOH溶液
B．pH=3盐酸和PH=11氨水
C．pH=3硫酸和pH=11NaOH溶液
D．pH=3醋酸和PH=11NaOH溶液
【答案】D
【解析】解析：A、C两选项为强酸与强碱混合，且pH1+ PH2=14，那么溶液呈中性，PH=7。B选项为强酸与弱碱混合，且pH1+ pH2=14，那么溶液呈碱性，pH＞7。D选项为弱酸与强碱混合，且pH1+ pH2=14，那么溶液呈酸性，pH＜7。应选D

1．分别在pH＝1酸和pH＝14NaOH溶液中参加足量铝，放出H2量前者多，其原因可能是(　　)
①两溶液体积一样，酸是多元强酸　②两溶液体积一样，酸是一元弱酸　③酸溶液体积大于NaOH溶液体积　④酸是强酸，浓度比NaOH溶液大
A．①② B．② C．②③ D．④
2．常温下，以下溶液离子浓度关系式正确是(　　)
A．pH＝4氯化铵溶液中：c(H＋)＝c(NH2·H2O)＝1×10－4 mol·L－1
B．pH＝aHCl溶液，稀释10倍后，其pH＝b，那么a＝b－1
C．pH＝2HF溶液与pH＝12NaOH溶液体积比1∶1混合：c(Na＋)＝c(F－)>c(H＋)＝c(OH－)
D．pH一样①NaOH、②NaClO两种溶液中水电离程度：①<②

1. 【答案】C选

2. 【答案】D
【解析】氯化铵溶液中电荷守恒为c(H＋)＋c(NH)＝c(OH－)＋c(Cl－)，物料守恒为c(Cl－)＝c(NH)＋c(NH3·H2O)，二者结合可得：c(H＋)＝c(OH－)＋c(NH3·H2O)，故A项错误；当a＝b时，pH＝6HCl溶液稀释10倍后，其pH<7，不会等于7，故B项错误；pH＝2HF溶液与pH＝12NaOH溶液体积比1∶1混合后，HF过量，溶液显酸性，那么c(H＋)>c(OH－)，故C项错误；氢氧化钠抑制了水电离，次氯酸钠溶液中次氯酸根离子水解促进了水电离，那么水电离程度：①<②，故D项正确。