OH全部来自水的电离,水电离产生的c(H)=c(OH)。 ②实例
如计算pH=2的盐酸溶液中由水电离出的c(H),方法是先求出溶液中的c(OH)=(Kw/10) mol·L=10
-1
-12
+
-
-2
-+-
mol·L,即由水电离出的c(H)=c(OH)=10
-1+--12
mol·L。
-1
(3)溶质为碱的溶液 ①来源
H全部来自水的电离,水电离产生的c(OH)=c(H)。 ②实例
如计算pH=12的NaOH溶液中由水电离出的c(OH),方法是知道溶液中的c(H)=10mol·L,即由水电离出的c(OH)=c(H)=10(4)水解呈酸性或碱性的盐溶液
①pH=5的NH4Cl溶液中H全部来自水的电离,由水电离的c(H)=10 mol·L,因为部分OH与部分NH4结合,溶液中c(OH)=10 mol·L。
②pH=12的Na2CO3溶液中OH全部来自水的电离,由水电离出的c(OH)=10 mol·L。
考点二 溶液的酸碱性和pH
-
-
-2
-1
-
+
-
-9
-1
+
+
-5
-1
-1
-
+
-12
-
+
-12
+
-
+
mol·L。
-1
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。 (1)酸性溶液:c(H)>c(OH),常温下,pH<7。 (2)中性溶液:c(H)=c(OH),常温下,pH=7。 (3)碱性溶液:c(H)
(1)计算公式:pH=-lgc(H)。 (2)测量方法 ①pH试纸法
用镊子夹取一小块试纸放在洁净的玻璃片或表面皿上,用玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,变色后与标准比色卡对照,即可确定溶液的pH。 ②pH计测量法。
+
+
-
+
-
+
-
+
-
(3)溶液的酸碱性与pH的关系 常温下:
3.溶液pH的计算 (1)单一溶液的pH计算
强酸溶液:如HnA,设浓度为c mol·L,c(H)=nc mol·L,pH=-lgc(H)=-lg (nc)。 10强碱溶液(25 ℃):如B(OH)n,设浓度为c mol·L,c(H)=
-1
+
+
-14
-1
+
-1
+
nc mol·L,pH=-lgc(H
-1
)=14+lg(nc)。
(2)混合溶液pH的计算类型
①两种强酸混合:直接求出c(H)混,再据此求pH。c(H)混=
-
+
+
+
c+
11
V+cV1+V2
+
22
V。
-
②两种强碱混合:先求出c(OH)混,再据Kw求出c(H)混,最后求pH。c(OH)混=
c-
11
V+cV1+V2
-
22
V。
+
-
③强酸、强碱混合:先判断哪种物质过量,再由下式求出溶液中H或OH的浓度,最后求pH。 |cc(H)混或c(OH)混=
+
-
+
酸酸
V-cV酸+V碱
-
碱碱
V|
。
深度思考
1.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)相同浓度的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 2.用pH试纸测溶液的pH时应注意什么问题?记录数据时又要注意什么?是否可用pH试纸测定氯水的pH?
答案 pH试纸使用前不能用蒸馏水润湿,否则待测液因被稀释可能产生误差;用pH试纸读出的pH值只能是整数;不能用pH试纸测定氯水的pH,因为氯水呈酸性的同时呈现强氧化性(漂白性)。
特别提醒 (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)使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。
(3)25 ℃时,pH=12的溶液不一定为碱溶液,pH=2的溶液也不一定为酸溶液,也可能为能水解的盐溶液。
+
-
题组一 走出溶液稀释时pH值的判断误区
1.1 mL pH=9的NaOH溶液,加水稀释到10 mL,pH=________;加水稀释到100 mL,pH________7。 答案 8 接近
2.pH=5的H2SO4溶液,加水稀释到500倍,则稀释后c(SO4)与c(H)的比值为__________。 答案
1
10
-5
-5
2-4
2-
+
1010-12--1-8-1
解析 稀释前c(SO)= mol·L,稀释后c(SO4)= mol·L=10 mol·L,
22×500
cc(H)接近10 mol·L,所以
c+
-7
-1
2-4+
10 mol·L1=-7。 -1=10 mol·L10
-8-1
3.(1)体积相同,浓度均为0.2 mol·L的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释10倍,溶液的pH分别变成m和n,则m与n的关系为________。
(2)体积相同,浓度均为0.2 mol·L的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________________。
(3)体积相同,pH均等于1的盐酸和CH3COOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成3,则m与n的关系为________________。
(4)体积相同,pH均等于13的氨水和NaOH溶液,分别加水稀释m倍、n倍,溶液的pH都变成9,则m与n的关系为________________。 答案 (1)m<n (2)m>n (3)m<n (4)m>n
-1
-1
酸、碱稀释时两个误区
(1)不能正确理解酸、碱的无限稀释规律
常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。 (2)不能正确理解弱酸、弱碱的稀释规律
溶液 强酸 弱酸 强碱 弱碱
注:表中a+n<7,b-n>7。 题组二 溶液pH的计算
4.按要求计算:常温时下列溶液的pH或浓度(忽略溶液混合时体积的变化): (1)0.1 mol·L的CH3COOH溶液(已知CH3COOH的电离常数Ka=1.8×10)
已电离的弱电解质浓度-1
(2)0.1 mol·LNH3·H2O溶液(NH3·H2O的电离度为α=1%,电离度=弱电解质的初始浓度×100%)
(3)pH=2的盐酸与等体积的水混合 (4)pH=2的盐酸加水稀释到1 000倍
(5)常温下,将0.1 mol·L氢氧化钠溶液与0.06 mol·L硫酸溶液等体积混合。 (6)取浓度相同的NaOH和HCl溶液,以3∶2体积比相混合,所得溶液的pH等于12,求原溶液的浓度。
答案 (1)2.9 (2)11 (3)2.3 (4)5 (5)2.0 (6)0.05 mol·L 解析 (1)CH3COOH
CH3COO + H
-
+
-1
-1
-1
-1
-5
稀释前 溶液pH 加水稀释到pH=a 体积为原来的10倍 pH=b n稀释后 溶液pH pH=a+n 酸 a<pH<a+n pH=b-n 碱 b-n<pH<b c(初始) 0.1 0 0 c(电离) c(H+) c(H+) c(H+) c(平衡) 0.1-c(H+) c(H+) c(H+)
则Ka=0.1-cc2
+
+
=1.8×10
-5
解得c(H)=1.3×10 mol·L,
所以pH=-lg c(H)=-lg(1.3×10)=2.9。 (2) NH3·H2O
OH + NH4
-
+
+
-3
+-3-1
c(初始) 0.1 mol·L-1 0 0 c(电离) 0.1×1% 0.1×1% 0.1×1%
mol·L mol·L mol·L
则c(OH)=0.1×1% mol·L=10mol·L
-
-1
-3
-1
-1
-1
-1
c(H+)=10-11 mol·L-1,所以pH=11。
10-1
(3)c(H)=mol·L
2
+
-2
10
pH=-lg=2+lg2=2.3。
2
10-1-5
(4)c(H)= mol·L=10,pH=5。
1 000
+
-2
-2
0.06 mol·L×2-0.1 mol·L-1
(5)c(H)==0.01 mol·L。
2
+
-1-1
3c-2c-1(6)=0.01,c=0.05 mol·L。
5题组三 强酸、强碱混合呈中性pH与体积关系
5.在某温度时,测得0.01 mol·L的NaOH溶液的pH=11。 (1)该温度下水的离子积常数Kw=______________。
(2)在此温度下,将pH=a的NaOH溶液Va L与pH=b的硫酸Vb L混合。 ①若所得混合液为中性,且a=12,b=2,则Va∶Vb=____________________。 ②若所得混合液为中性,且a+b=12,则Va∶Vb=______________________________。 答案 (1)10
-13
-1
(2)①1∶10 ②10∶1
+
-11
解析 (1)由题意知,溶液中c(H)=10
+
mol·L,c(OH)=0.01 mol·L,故Kw=c(H
-1--1
)·c(OH)=10
--13
。
+
-
(2)①根据中和反应:H+OH===H2O。
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va
10·Vb=10
-2
-13
/10
-12
·Va
Va10-2==1∶10。 Vb10-1
②根据中和反应H+OH===H2O
+
-
c(H+)·Vb=c(OH-)·Va