新编高中化学同步讲练：3.1.2 溶液pH的计算2鲁科版选修4

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1、新编化学精品资料第2课时溶液pH的计算学习目标定位1.学会pH的简单计算。2.知道溶液稀释时pH的变化规律，会计算各类混合溶液的pH。根据pHlgH计算溶液pH的关键是先判断溶液的酸碱性，然后再确定溶液的H。(1)若为强酸溶液：可由强酸的浓度直接求H，再计算其pH。如：常温下，1.0104 molL1盐酸溶液的pH为4；常温下，5.0103 molL1硫酸溶液的pH为2。(2)若为强碱溶液：先确定溶液中的OH，由Kw求出H，再计算其pH。如：常温下，将0.4 g NaOH固体溶于水得到1 L溶液，该溶液的pH为12；常温下，b molL1强碱B(OH)n溶液的pH为14lg(nb)。探究点一酸

2、、碱溶液混合后pH计算方法1室温下pH2的盐酸与pH4的盐酸，若按110的体积比混合后，溶液的H为1.0103_molL1，pH为3；若等体积混合后，溶液的pH为2.3。2室温下将200 mL 5103 molL1 NaOH溶液与100 mL 2102 molL1 NaOH溶液混合后，溶液的OH为1.0102_molL1，H为1.01012_molL1，pH为12。3室温下pH12的NaOH溶液与pH2的硫酸，若等体积混合后，溶液的pH为7；若按911的体积比混合后，溶液的pH为3；若按119的体积比混合后，溶液的pH为11。归纳总结溶液pH的计算方法1强酸、强碱溶液的pH计算方法先求出强酸、

3、强碱溶液中的H，强酸直接由酸的浓度求出，强碱先由碱的浓度求出OH，再根据水的离子积换算出H，然后用公式pHlgH求出pH。2酸、碱溶液混合后pH计算方法(1)强酸与强酸混合H混，然后再求pH。(2)强碱与强碱混合先计算：OH混再求H混，最后求pH。(3)强酸与强碱混合恰好完全反应，溶液呈中性，pH7。酸过量：先求H余，再求pH。碱过量：先求OH余，再求H，然后求pH。活学活用1常温下，将0.1 molL1HCl溶液和0.06 molL1的Ba(OH)2溶液等体积混合后，则该溶液的pH是()A1.7 B12.3 C12 D1答案C解析这是强酸和强碱的混合，要先判断混合液的酸碱性。 酸中H0.1

4、moll1碱中OH0.12 moll1等体积混合碱过量OH0.01 moll1H11012 moll1pHlgH12。2常温下，pH13的强碱溶液与pH2的强酸溶液混合，所得混合液的pH11，则强碱与强酸的体积比是()A111 B91 C111 D19答案D解析可设碱与酸的体积分别为V碱和V酸，由题意可知，混合后碱过量，可列等式：10(1411)，解之可得V碱V酸19。探究点二酸、碱溶液稀释后的pH变化规律1计算下列酸溶液稀释后的pH(1)pH2的盐酸，若加水稀释10倍，其pH为3；若加水稀释10n倍，其pH为2n(其中2n7)。(2)若将pH5的盐酸加水稀释103倍，其pH接近于7。(3)p

5、H2的醋酸(一元弱酸)溶液，加水稀释10倍，其pH大小范围应是2pH7)。(2)pH11的氨水，若加水稀释10n倍，其pH大小范围应是(11n)pH11；若无限稀释时，其pH接近于7。归纳总结(1)对于pHa的强酸和弱酸溶液，每稀释10n倍，强酸的pH就增大n个单位，即pHan(其中an7)；由于稀释过程中，弱酸还会继续电离，故弱酸的pH范围是apHan(其中an7)；由于稀释过程中，弱碱还会继续电离，故弱碱的pH范围是bnpH7)；碱溶液无限稀释，pH只能无限接近于7，不能小于7。如图所示。活学活用3常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是()ApH3的醋酸溶液稀释100倍，pH5BpH4的H

6、2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的H1106 molL1C将1 L 0.1 molL1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH13DpH8的NaOH溶液稀释100倍，其pH6答案C解析A项，pH3的醋酸溶液在稀释过程中电离平衡正向移动，稀释100倍时，3pH5；B项，pH4的H2SO4溶液稀释100倍时，溶液中的H1106 molL1，溶液中的OH11014/1106 molL11108 molL1，水电离的OH1108 molL1，而水电离的H水电离的OH1108 molL1；C项，0.1 molL1 Ba(OH)2溶液稀释到2 L时，OH molL10.1 molL1，H11

7、013 molL1，pH13；D项，NaOH是碱溶液，无论怎么稀释，pH在常温下不可能为6，只能无限接近于7。1溶液pH计算碱按碱、酸按酸，同强混合在中间，异强混合看过量，无限稀释7为限。2pH差值2的两种强酸等体积混合后，pH混pH小0.3pH差值2的两种强碱等体积混合后，pH混pH大0.31将100 mL 0.001 molL1的盐酸和50 mL pH3的硫酸溶液混合后，所得溶液的pH为(设混合后溶液体积的变化忽略不计)()A4.5 B2.7 C3.3 D3答案D解析两种酸混合后，溶液中的H0.001 molL1，所以溶液的pHlgHlg0.0013。2现有常温时pH1的某强酸溶液10 m

8、L，下列操作能使溶液的pH变成2的是()A加水稀释成100 mLB加入10 mL的水进行稀释C加入10 mL 0.01 molL1的NaOH溶液D加入10 mL 0.01 molL1的HCl溶液答案A解析A加水稀释为原溶液体积的10倍，强酸的pH正好增大1个单位。3室温下，下列溶液等体积混合后，所得溶液的pH一定大于7的是()A0.1 molL1的盐酸和0.1 molL1的氢氧化钠溶液B0.1 molL1的盐酸和0.05 molL1的氢氧化钡溶液CpH4的醋酸溶液和pH10的氢氧化钠溶液DpH4的盐酸和pH10的氨水答案D解析本题考查了酸碱反应后溶液pH的计算及判断。HCl为一元强酸，NaOH

9、为一元强碱，Ba(OH)2为二元强碱，故等体积等物质的量浓度的HCl与NaOH恰好中和，pH7，与Ba(OH)2反应时，HOH2Ba(OH)2，pH7，故A、B错误；pH4的醋酸溶液中电离出的H1104 molL1，pH10的NaOH溶液电离出的OH1104 molL1，因此仅CH3COOH电离出的H恰好与NaOH中和，此外溶液中还含有大量的CH3COOH分子，故pH7，故C错误，D正确。4下列叙述正确的是()A100 纯水的pH6，所以水在100 时呈酸性BpH3的盐酸溶液，稀释至10倍后pH4C0.2 molL1的醋酸，与等体积水混合后pH1DpH3的盐酸溶液与pH11的氢氧化钠溶液等体积

10、混合后pH7答案D解析A选项中因为是纯水，不管其pH为多少都呈中性；B选项中盐酸是强酸，所以每稀释10倍pH增大1，故pH4；C选项中将0.2 molL1的醋酸，与等体积水混合后，溶液的浓度变为0.1 molL1，但由于醋酸是弱酸，所以pH大于1；D选项中盐酸与氢氧化钠恰好完全反应，所以呈中性。5.在某温度下的水溶液中，H10x molL1，OH10y molL1，x与y的关系如图所示。(1)该温度下，水的离子积为_。(2)该温度下，0.01 molL1 NaOH溶液的pH为_。答案(1)1015 mol2L2(2)13解析(1)由图可知：该温度下，水的离子积KwHOH10x10y mol2L

11、210xy mol2L21015 mol2L2。(2)该温度下，0.01 molL1 NaOH溶液中OH0.01 molL1，则H1013 molL1，因此溶液pH13。基础过关一、溶液pH的计算1温度为25 时，将0.23 g钠投入到100 g水中充分反应，假设反应后溶液体积为100 mL，则该溶液的pH为()A1 B13C12 D10答案B解析n(Na)0.01 mol，由2Na2H2O=2NaOHH2可得n(NaOH)0.01 mol，则OH0.1 molL1，H molL11.01013 molL1，故pH13。2pH2和pH4的两种稀硫酸，等体积混合后，下列结论正确的是(设混合后溶液

12、体积的变化忽略不计)()AH1103 molL1BOH21012 molL1CpH2.3DpH3答案C解析强酸等体积混合，利用近似计算：pH20.32.3，H1102.3 molL1。3已知在100 的温度下(本题涉及的溶液其温度均为100 )，水的离子积Kw1.01012 mol2L2。下列说法中正确的是()A0.05 molL1的H2SO4溶液，pH1B0.001 molL1的NaOH溶液，pH11C0.005 molL1的H2SO4溶液与0.01 molL1的NaOH溶液等体积混合，混合溶液的pH为6，溶液显酸性D完全中和pH3的H2SO4溶液50 mL，需要pH11的NaOH溶液50

13、mL答案A解析0.05 molL1的H2SO4溶液中H0.10 molL1，pH1。4常温下，将pH1的硫酸溶液平均分成两等份，一份加入适量水，另一份加入与该硫酸溶液物质的量浓度相同的氢氧化钠溶液，两者pH都升高了1。则加入水和加入NaOH溶液的体积比约为()A111 B101 C61 D51答案C解析设所取每份硫酸的体积为V1，使硫酸由pH1变为pH2，所加水的体积为9V1，又设所加NaOH溶液的体积为V2，则有H molL10.01 molL1，解得V2V1，即V水VNaOH61。5室温时，将x mL pHa的稀NaOH溶液与y mL pHb的稀盐酸充分反应。下列关于反应后溶液pH的判断，

14、正确的是()A若xy，且ab14，则pH7B若10xy，且ab13，则pH7C若axby，且ab13，则pH7D若x10y，且ab14，则pH7答案D解析由题意得：n(NaOH)x10a14103 mol，n(HCl)y10b103 mol，则10ab14当xy，且ab14时，1，所以pH7，A错；当10xy，ab13时，所以pH7，B错；当axby，ab13时，所以pH7，D正确。二、溶液稀释后pH的变化规律6将10 mL pH1的CH3COOH溶液加水稀释至100 mL后，溶液的pH为()A2 B2pH7C1pH1000 mLCab答案D解析在溶液中，盐酸电离是不可逆的，而CH3COOH的

15、电离是可逆的，存在电离平衡，若ab，稀释后的CH3COOH溶液pHb。8pH相等的盐酸溶液和醋酸溶液都稀释相同的倍数后，pH的大小关系是()A盐酸醋酸 B醋酸盐酸C盐酸醋酸 D无法判断答案A解析醋酸溶液中存在电离平衡，加水稀释时，平衡向右移动，产生更多H，使H降低的程度小于盐酸。9有关pH计算结果一定正确的是()强酸pHa，加水稀释到10n倍，则pHan弱酸pHa，加水稀释到10n倍，则pHan(anbn(bn7)A BC D答案D解析本题考查溶液稀释后的pH计算。强酸、强碱稀释时，其稀释的离子分别为H、OH，故酸的稀释pH与碱的稀释pH在计算上不同。若为强酸时，pHa，H10a molL1，

16、加水稀释到10n倍，稀释后H10(an) molL1，则pHna，但这时稀释程度不大，当(an)接近7时，应考虑水的电离，此时(an)7，故不完全正确。弱酸与弱碱稀释时除考虑稀释因素外，还要考虑稀释对弱酸与弱碱电离的促进。三、强酸与弱酸(或强碱与弱碱)的比较与判断10pH2的两种一元酸x和y，体积均为100 mL，稀释过程中pH与溶液体积的关系如右图所示。分别滴加NaOH溶液(c0.1 molL1)至pH7，消耗NaOH溶液的体积为Vx、Vy，则()Ax为弱酸，VxVyCy为弱酸，VxVy答案C解析由图知：将一元酸x和y分别稀释10倍，pH的变化量pHx1，pHyV(HY)，则下列说法正确的是

17、()AHX可能是强酸BHY一定是强酸CHX的酸性强于HY的酸性D反应开始时二者生成H2的速率相等答案D解析本题考查了强、弱酸的判断及溶液酸性大小的比较。据题意，Mg粉足量，酸不足，应根据酸的物质的量来计算H2的体积，由V(HX)V(HY)知pH相等时，HX的物质的量浓度比HY的大，即HX是酸性比HY弱的弱酸，但无法判断HY是强酸还是弱酸，故A、B、C错误；D项反应开始时的速率取决于H，因为开始时H相等，故D项正确。12室温时，下列混合溶液的pH一定小于7的是()ApH3的盐酸和pH11的氨水等体积混合BpH3的盐酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混合CpH3的醋酸和pH11的氢氧化钡溶液等体积混

18、合DpH3的硫酸和pH11的氨水等体积混合答案C解析A项，由于氨水是弱碱，部分电离，其浓度远大于103 molL1，故盐酸与氨水混合后，氨水过量，反应后溶液显碱性，同理，D项反应后的溶液也显碱性；B项，盐酸电离出的氢离子与氢氧化钡电离出的氢氧根离子的物质的量相等，它们恰好完全反应，反应后溶液显中性；C项，醋酸是弱酸，部分电离，其浓度远大于103 molL1，与氢氧化钡反应后，醋酸过量，反应后溶液显酸性，即pH小于7，故该项正确。能力提升13为更好地表示溶液的酸碱性，科学家提出了酸度(AG)的概念，AGlg，则下列叙述正确的是()A中性溶液的AG1B酸性溶液的AG0C常温下0.1 molL1 N

19、aOH溶液的AG12D常温下0.1 molL1盐酸溶液的AG12答案D解析中性溶液中1，AG0；酸性溶液中，1，AG0；常温下0.1 molL1 氢氧化钠溶液中，1012，AG12；常温下0.1 molL1 盐酸溶液中，1012，AG12。14室温下，有pH12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH降为11。(假设溶液混合体积等于稀释前两液体体积之和)(1)若加入蒸馏水，应加_mL。(2)若加入pH为10的NaOH溶液，应加_mL。(3)若加入0.01 molL1的盐酸，应加_mL。答案(1)900(2)1 000(3)81.8解析本题考查了溶液稀释的三种方法：加水稀释；加入更稀的溶液稀释；

20、加入能消耗溶质的溶液稀释。(1)加水稀释pH12的NaOH溶液至pH11，应使体积增大至原来的10倍，所以需加水900 mL。(2)设需pH10的NaOH溶液体积为V，那么：1103 molL1，V1 L1 000 mL。(3)设需0.01 molL1的盐酸体积为V，那么：103 molL1，V81.8 mL。15某温度(t )时，水的离子积为Kw11013 mol2L2。若将此温度下pH11的苛性钠溶液a L与pH1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。(1)若所得混合溶液为中性，则ab_；此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列

21、顺序是_。(2)若所得混合溶液的pH2，则ab_。此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是_。答案(1)101NaSOHOH(2)92HSONaOH解析(1)若混合后溶液为中性，则，溶液中溶质恰为Na2SO4，所以NaSOHOH。(2)混合液的pH2，则H0.01 molL1，硫酸过量。H，即0.01，解之得ab92，Na molL1，SO molL1，所以HSONaOH。16在25 时，有pH为x的盐酸和pH为y的NaOH溶液，取Vx L该盐酸同该NaOH溶液中和，需Vy L NaOH溶液。问：(1)若xy14，_(填数值)；(2)若xy13，_(填数值)；(3)若xy14，_(表达式)，且Vx_Vy(填“”、“解析pHx的HCl，H10x molL1，pHy的NaOH溶液，OH10y14 molL1，则Vx10xVy10y14，10xy14。(1)xy14，1；(2)xy13，101；(3)xy14，10xy141，VxVy。拓展探究1725 时，若体积为Va、pHa的某一元强酸与体积为Vb、pHb的某一元强碱混合，恰好中和，且已知Va7，与题意不符，故a3(2)否若a5，Ha105 molL1，则b10，OHb104 molL1，1，而已知VaVb，故不符合题意，故a5(3)a解析(3)10(ab14)1，所以ab140，而a0.5b，即3a14，a7，a。所以，a。