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- 2021-05-13 发布
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考点2 溶液的酸碱性与pH的计算
1．溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于溶液中c(H＋)和c(OH－)的相对大小。
c(H＋)>c(OH－)，溶液呈酸性，25 ℃时，pH<7。
c(H＋)＝c(OH－)，溶液呈中性，25 ℃时，pH＝7。
c(H＋)7。
2．溶液的pH
(1)定义式：pH＝－lg_c(H＋)。
(2)溶液的酸碱性跟pH的关系
室温下：
(3)pH的测定
①用pH试纸测定
把小片试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取待测液点在干燥的pH试纸上，试纸变色后，与标准比色卡对比即可确定溶液的pH。
注意：a.pH试纸使用前不能用蒸馏水湿润，否则待测液因被稀释可能会产生误差。
b．用广泛pH试纸读出的pH只能是整数。
②pH计测定：可精确测定溶液的pH。
易错警示 (1)溶液呈现酸、碱性的实质是c(H＋)与c(OH－)的相对大小，不能只看pH，一定温度下pH＝6的溶液也可能显中性，也可能显酸性，应注意温度。
(2)pH的取值范围为0～14，即只适用于c(H＋)≤1 mol·L－1或c(OH－)≤1 mol·L－1的电解质溶液，当c(H＋)或c(OH－)≥1 mol·L－1时，直接用c(H＋)或c(OH－)表示溶液的酸碱性。
(3)也可以用pOH来表示溶液的酸碱度。pOH是OH－浓度的负对数，pOH＝－lg c(OH－)。因为常温下，c(OH－)·c(H＋)＝10－14，若两边均取负对数得：pH＋pOH＝14。
判断正误，正确的画“√”，错误的画“×”。
(1)25 ℃时，用pH试纸测得某酸溶液的pH等于1.5。(×)
(2)用pH试纸测溶液的pH时，若用水湿润试纸一定会引起误差。(×)
(3)用pH试纸测得新制氯水的pH为2。(×)
(4)任何温度下，利用H＋和OH－浓度的相对大小均可判断溶液的酸碱性。(√)
(5)某溶液的c(H＋)>10－7 mol·L－1，则该溶液呈酸性。(×)
(6)pH＝6的溶液一定呈酸性，pH＝7的溶液一定呈中性。(×)
题组一 溶液酸碱性的判断
1．[2017·兰州一中模拟]已知温度T时水的离子积常数为Kw，该温度下，将浓度为a mol·L－1的一元酸HA与b mol·L－1的一元碱BOH等体积混合，可判定该溶液呈中性的依据是( )
①a＝b ②混合溶液的pH＝7 ③混合溶液中c(OH－)＝10－7 mol·L－1 ④混合溶液中，c(H＋)＝ mol·L－1 ⑤混合溶液中，c(B＋)＝c(A－)
A．②③ B．④⑤
C．①④ D．②⑤
答案 B
解析 因为酸、碱的强弱未知，不能依据a＝b判断，①错误；温度不能确定为25 ℃，溶液的pH＝7，c(OH－)＝10－7 mol·L－1不能判断溶液呈中性，②、③错误；Kw＝c(H＋)·c(OH－)，当c(H＋)＝c(OH－)＝ mol·L－1时，溶液一定呈中性，④正确；根据电荷守恒c(H＋)＋c(B＋)＝c(A－)＋c(OH－)，当c(B＋)＝c(A－)时，c(H＋)＝c(OH－)，溶液一定呈中性，B项正确。
2．判断下列溶液在常温下的酸碱性(在括号中填“酸性”“碱性”或“中性”)。
(1)相同浓度的HCl和NaOH溶液等体积混合。( )
(2)相同浓度的CH3COOH和NaOH溶液等体积混合。( )
(3)相同浓度NH3·H2O和HCl溶液等体积混合。( )
(4)pH＝2的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(5)pH＝3的HCl和pH＝10的NaOH溶液等体积混合。( )
(6)pH＝3的HCl和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(7)pH＝2的CH3COOH和pH＝12的NaOH溶液等体积混合。( )
(8)pH＝2的HCl和pH＝12的NH3·H2O等体积混合。( )
答案 (1)中性 (2)碱性 (3)酸性 (4)中性 (5)酸性
(6)碱性 (7)酸性 (8)碱性
解析 (1)两者混合，恰好生成NaCl溶液，呈中性；
(2)两者混合，恰好生成CH3COONa，水解呈碱性；
(3)两者混合，恰好生成NH4Cl，水解呈酸性；
(4)两者混合，恰好完全反应生成NaCl溶液，呈中性；
(5)两者混合，HCl过量，溶液呈酸性；
(6)两者混合，NaOH过量，溶液呈碱性；
(7)两者混合，CH3COOH过量，溶液呈酸性；
(8)两者混合，NH3·H2O过量，溶液呈碱性。
总结提升
混合溶液酸碱性的判断规律
(1)等浓度等体积一元酸与一元碱混合的溶液
中和反应
反应后所得溶液的酸碱性
强酸与强碱
中性
强酸与弱碱
酸性
弱酸与强碱
碱性
(2)室温下，已知酸和碱pH之和的溶液等体积混合
①两强混合
a．若pH之和等于14，则混合后溶液显中性，pH＝7。
b．若pH之和大于14，则混合后溶液显碱性，pH>7。
c．若pH之和小于14，则混合后溶液显酸性，pH<7。
②一强一弱混合——“谁弱显谁性”
pH之和等于14时，一元强酸和一元弱碱等体积混合呈碱性；一元弱酸和一元强碱等体积混合呈酸性。
题组二 溶液pH的计算
3．常温条件下，求下列溶液的pH(已知lg 2＝0.3)。
(1)0.005 mol·L－1的H2SO4溶液；
(2)已知CH3COOH的电离常数Ka＝2×10－5,0.1 mol·L－1的CH3COOH溶液；
(3)0.1 mol·L－1 NH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度为α＝1%，电离度＝×100%)；
(4)0.5 mol·L－1的Ba(OH)2溶液。
答案 (1)2(2)2.85(3)11(4)14
解析 (1)c(H＋)＝0.01 mol·L－1，pH＝2。
(2)c(H＋)＝
＝＝，pH＝2.85。
(3)c(OH－)＝0.1 mol·L－1×1%＝1×10－3 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－11 mol·L－1，pH＝11。
(4)c(OH－)＝1 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－14 mol·L－1，pH＝14。
4．[2016·泰安模拟]常温下，关于溶液稀释的说法正确的是( )
A．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，pH＝13
B．pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，pH＝5
C．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1
D．pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH＝6
答案 A
解析 A项，将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液加水稀释为2 L，Ba(OH)2溶液的物质的量浓度变为0.05 mol·L－1，氢氧根离子浓度为0.1 mol·L－1，pH＝13，正确；B项，pH＝3的醋酸溶液加水稀释100倍，促进酸的电离，因此稀释100倍后，其pH<5，错误；C项，pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1，由水电离产生的
c(H＋)≈c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1，错误；D项，pH＝8的NaOH溶液加水稀释100倍，其pH应接近7，但不会小于7，错误。
5．计算下列溶液的pH。
(1)常温下，pH＝2的HCl与pH＝4的H2SO4溶液等体积混合后，溶液的pH＝________。
(2)常温下，pH＝8的NaOH溶液与pH＝10的KOH溶液等体积混合后，溶液的pH＝________。
(3)常温下，pH＝5的盐酸与pH＝9的NaOH溶液以体积比11∶9混合后，溶液的pH＝________。
(4)常温下，将0.1 mol·L－1的盐酸与0.06 mol·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合后，溶液的pH＝________。
(5)常温下，将0.02 mol·L－1的Ba(OH)2溶液100 mL和0.02 mol·L－1 NaHSO4溶液100 mL混合，忽略溶液体积变化，则混合后溶液的pH＝________。
(6)室温下，取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比混合，所得溶液的pH＝12，则原溶液的浓度为________。
答案 (1)2.3 (2)9.7 (3)6 (4)12 (5)12
(6)0.05 mol·L－1
解析 (1)pH＝2的HCl中，c(H＋)＝10－2 mol·L－1，pH＝4的H2SO4中，c(H＋)＝10－4 mol·L－1，两者等体积混合后，c(H＋)＝ mol·L－1≈0.005 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝2.3。
(2)pH＝8，c(OH－)＝10－6 mol·L－1，pH＝10，c(OH－)＝10－4 mol·L－1，两者等体积混合后，c(OH－)＝ mol·L－1≈ mol·L－1，c(H＋)＝2×10－10 mol·L－1，pH＝9.7。
(3)pH＝5的盐酸溶液中，c(H＋)＝10－5 mol·L－1，pH＝9的NaOH溶液中，c(OH－)＝10－5 mol·L－1，两者以体积比11∶9混合，盐酸过量，c(H＋)＝ mol·L－1＝1×10－6 mol·L－1，pH＝－lg c(H＋)＝6。
(4)两者混合后碱过量，
c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝1×10－12 mol·L－1，pH＝12。
(5)两者混合后碱过量，c(OH－)＝
＝0.01 mol·L－1，pH＝12。
(6)混合溶液的pH＝12，说明反应的NaOH过量，设原溶液的浓度为c，则＝0.01 mol·L－1，c＝0.05 mol·L－1。
总结提升
1．溶液稀释的pH计算
(1)pH＝a的酸
(2)pH＝b的碱
注意：酸溶液稀释时，pH增大，但无论稀释多大倍数，pH无限接近于7，却不会大于7或等于7。碱溶液稀释时，pH减小，但无论稀释多大倍数，pH无限接近于7，却不会小于或等于7。
2．混合溶液的pH计算
(1)两强酸混合后pH的计算
由c(H＋)混＝先求出混合后的c(H＋)混，再根据公式pH＝－lg c(H＋)求pH。若两强酸溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH＝3和pH＝5的盐酸等体积混合后，pH＝3.3。
(2)两强碱混合后pH的计算
由c(OH－)混＝先求出混合后的c(OH－)混，再通过Kw求出混合后c(H＋)，最后求pH。若两强碱溶液等体积混合，可采用速算方法：混合后溶液的pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH＝9和pH＝11的烧碱溶液等体积混合后，pH＝10.7。
(3)强酸与强碱混合后pH的计算
强酸与强碱混合的实质是中和反应即H＋＋OH－===H2O，中和后溶液的pH有以下三种情况：
①若恰好中和，pH＝7。
②若剩余酸，先求中和后的c(H＋)，再求pH。
③若剩余碱，先求中和后的c(OH－)，再通过Kw求出c(H＋)，最后求pH。
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