高三化学总复习 专题攻略 之水溶液中的离子平衡 三、 pH的计算（含解析）

pH的计算【高考预测】（）酸碱的pH值以及氢离子浓度和pH值的互算。锁定高考1(2016天津)室温下，用相同浓度的NaOH溶液，分别滴定浓度均为0.1molL1的三种酸(HA、HB和HD)溶液，滴定的曲线如图所示，下列判断错误的是( ) A三种酸的电离常数关系：KHAKHBKHDB滴定至P点时，溶液中：c(B)c(Na)c(HB)c(H)c(OH) CpH=7时，三种溶液中：c(A)=c(B)=c(D) D当中和百分数达100%时，将三种溶液混合后：c(HA)c(HB)c(HD)=c(OH)c(H)【答案】C2（2015山东）室温下向10mL0.1 molL1NaOH溶液中加入0.1 molL1的一元酸HA溶液pH的变化曲线如图所示。下列说法正确的是（ ）Aa点所示溶液中c(Na+)c(A)c(H+)c(HA)Ba、b两点所示溶液中水的电离程度相同CpH=7时，c(Na+)= c(A)+ c(HA)Db点所示溶液中c(A) c(HA)【答案】D夯实基础一. pH的计算1. 基本关系式 pH1gc(H) c(H)10pH molL1 任何水溶液中，由水电离产生的c(H)与c(OH)总是相等的，即：c水(H)c水(OH)。 常温(25)时，c(H)c(OH)11014 n元强酸溶液中c(H)nc酸；n元强碱溶液中c(OH)nc碱典例1 10mLpH4的盐酸，稀释10倍到100mL时，求pH。【答案】5【解析】pH4，即c(H)1104mol/L，稀释10倍，即c(H)1105mol/L， 所以pH5。2. 强酸与弱酸、强碱与弱碱溶液加水稀释后pH的计算强酸与弱酸分别加水稀释相同倍数时，由于弱酸中原来未电离的弱酸分子进一步电离出离子，故弱酸的pH变化小。设稀释10n倍，则：强酸：pH稀 pH原 + n弱酸：pH稀 pH原 + n典例2 pH6的稀盐酸稀释至1000倍，求pH。【答案】6.99【解析】pH6的稀盐酸，稀释1000倍时：c(H)(1106999107)/10001.009107， pH6.99【名师点拨】当强酸、强碱溶液的H离子浓度接近水电离出的H离浓度(1107mol/L)时，水的H离子浓度就不能忽略不计。3. 两强酸或两强碱溶液混合后pH的计算 两强酸溶液混合先求出： 再求pH混1gc混(H)典例3 pH5和pH3的强酸溶液接等体积混合后溶液的pH值。【答案】 两强碱溶液混合求算两强碱溶液混合后溶液的pH时，不能直接根据题中给出的碱的pH求算混合液的pH，而必须先分别求出两强碱溶液中的c(OH)，再依下式求算c混(OH)：然后求出c混(H)、pH混。例如：将pH8的Ba(OH)2溶液与pH10的NaOH溶液等体积混合后，溶液中的c(H)应为21010 molL1，而不是(1010 + 108)2 molL1。典例4 pH12，pH10的强碱溶液按等体积混合后溶液的pH值。【答案】11.7【解析】碱溶液的混合，溶液以OH为主，所以应选确定c(OH)， c(OH)(11021104)/25.05103(mol/L)，得：pOH2.3，pH142.311.7 也可根据水的离子积常数，在先确定出溶液中c(OH)为5.05103mol /L后，再求HpH值。 c(H)kw/ c(OH)(11014)/(5.05103)1.981012(mol/L)， pH11.7。4. 强酸与强碱溶液混合后pH的计算解题步骤：分别求出酸中的n(H)、碱中的n(OH)依H + OHH2O比较出n(H)与n(OH)的大小。 n(H)n(OH)时，恰好中和，混合液显中性；pH7反之，若混合液的pH7，则必有n(H)n(OH) n(H)n(OH)时，酸过量，则：再求出pH混(求得的pH混必小于7)注：若已知pH混7，则必须利用上式进行相关计算 n(H) n(OH)时，碱过量则：然后求出c混(H)、pH混注：若已知pH混7，则必须利用上式进行相关计算。典例5 0.1mol/L盐酸和0.06mol/LBa(OH)2溶液按等体积混合溶液的pH值等于多少？【答案】12 典例6 用pH4和pH11的强酸和弱碱混合，使pH10，求两溶液的体积比。 【答案】9/2【解析】pH4，c(H)1104mol/L，设其体积为V1。pH11，c(OH)1103mol/L，设其体积为V2。混合后pH10，c(OH)1104mol/L，可以预见碱多酸少符合题意，故可得下式： (V2103V1104)/(V1V2)104 V2103V1104V1104V2104 V1(2104)V2(103104) V1(2104)V2(9104) 得：2V19V2 即V1/V29/25. 强酸与强碱混合反应后溶液呈中性时，强酸的pH酸、强碱的pH碱与强酸溶液体积V酸、强碱溶液体积V碱之间的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11014c碱(H)V碱，整理得：c酸(H)c碱(H)11014 V碱V酸，两边取负对数得：1g c酸(H) + lg c碱(OH)lg(11014) + lg (V碱V酸)，故 pH酸 + pH碱 14 + lg(V酸V碱) 若pH酸+pH碱14，则V酸V碱11，即强酸与强碱等体积混合 若pH酸+pH碱14，则：V酸V碱1 若pH酸+pH碱14，则：V酸V碱16. 若酸（pH1）和碱（pH2）等体积混合，且pH1+ pH2=14 若强酸与强碱，则恰好反应，pH =7； 若弱酸与强碱，则酸有剩余，pH7； 若强酸与弱碱，则碱有剩余，pH7。（室温下pH=a的酸与pOH=b的碱溶液等体积混合，且a+b=14，混合后溶液的酸碱性：谁弱显谁性、同强同弱显中性）典例7 在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（ ） ApH=3的硝酸和pH=11的NaOH溶液 BpH=3的盐酸和PH=11的氨水CpH=3的硫酸和pH=11的NaOH溶液 DpH=3的醋酸和PH=11的NaOH溶液【答案】D跟踪训练1分别在pH1的酸和pH14的NaOH溶液中加入足量的铝，放出H2的量前者多，其原因可能是()两溶液的体积相同，酸是多元强酸两溶液的体积相同，酸是一元弱酸酸溶液的体积大于NaOH溶液的体积酸是强酸，浓度比NaOH溶液的大A B C D2常温下，下列溶液的离子浓度关系式正确的是()ApH4的氯化铵溶液中：c(H)c(NH2H2O)1104 molL1BpHa的HCl溶液，稀释10倍后，其pHb，则ab1CpH2的HF溶液与pH12的NaOH溶液体积比11混合：c(Na)c(F)c(H)c(OH)DpH相同的NaOH、NaClO两种溶液中水的电离程度：n(OH)，题中酸产生H2多，则一定是n(H)n(OH)，而pH1的酸中c(H)与pH14的NaOH溶液中c(OH)相比要小，所以有两种情况可产生题设结果：一是等体积时，酸是弱酸，二是酸的体积大。2. 【答案】D