高考化學(xué)模擬練習(xí):談?wù)刾H的計(jì)算與溶液酸堿性的判斷

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高考復(fù)習(xí) 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

  一、pH的使用及計(jì)算中的幾個(gè)誤區(qū)

 。1)pH=7的溶液不一定呈中性。只有在常溫下pH=7的溶液才呈中性,當(dāng)在100℃時(shí),水的離子積常數(shù)為1×1012,此時(shí)pH=6的溶液為中性溶液,pH>6時(shí)為堿性溶液,pH<6時(shí)為酸性溶液。

 。2)使用pH試紙時(shí),若先用蒸餾水潤濕,則測量結(jié)果不一定偏小。因?yàn)橄喈?dāng)于將待測液稀釋了,若待測液為堿性溶液,則所測結(jié)果偏;若待測液為酸性溶液,則所測結(jié)果偏大;若待測液為中性溶液,則所測結(jié)果沒有誤差。

 。3)水的離子積常數(shù)表達(dá)式KW=c(H+)?c(OH-)中H+和OH-不一定是水電離出來的。c(H+)和c(OH-)均指溶液中的總濃度。任何水溶液中都存在這一關(guān)系,因此在酸溶液中酸本身電離出的H+會(huì)抑制水的電離,而在堿溶液中,堿本身電離出的OH-也會(huì)抑制水的電離。而在含有弱酸根離子或弱堿陽離子的溶液中水的電離會(huì)受到促進(jìn),因?yàn)槿跛岣x子或弱堿陽離子分別易和水電離出來的H+和OH-生成弱酸或弱堿。

  二、pH的計(jì)算

 。1)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液要注意酸或堿的元數(shù)

  如物質(zhì)的量濃度為c mol/L的HnA溶液,c(H+)=nc mol/L,pH=-lg{c(H+)}=-lg(nc)。

 。2)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合要先判斷過量情況

  若堿過量,一定要將c(OH-)通過KW=1×10-14換算成c(H+),還要看看是不是在通常狀況下。

  (3)溶液稀釋后pH的計(jì)算:

 、賹τ趶(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液,每稀釋10倍,pH增大(或減。┮粋(gè)單位,但無論稀釋多少倍,pH都不可能等于7,只能接近7。

 、趯τ趐H相同的強(qiáng)酸和弱酸(或強(qiáng)堿和弱堿)溶液稀釋相同的倍數(shù),強(qiáng)酸(或強(qiáng)堿)溶液的pH變化幅度大。

 。4)兩強(qiáng)酸或兩強(qiáng)堿等體積混合后pH的計(jì)算:

 、賰蓮(qiáng)酸溶液等體積混合后pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合后,pH=3.3。

  ②兩強(qiáng)堿溶液等體積混合后pH等于混合前溶液pH大的減0.3。如pH=9和pH=11的兩種燒堿溶液等體積混合后,pH=10.7。

  注意:不論是溶液的稀釋還是混合,在計(jì)算pH之前一定要首先判斷溶液的酸堿性,若為酸性先求c(H+)再求pH,若為減性溶液先求溶液中的c(OH-),然后再通過KW=1×10-14換算成c(H+),最后求pH。

  三、酸堿等體積混合后溶液酸堿性的判斷

 。1)強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合看pH之和,若等于14,混合后pH=7;若大于14,混合后pH>7;若小于14,混合后pH<7。

 。2)若pH之和等于14,混合后看酸堿的強(qiáng)弱,強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合后pH=7;強(qiáng)酸和弱堿混合后pH>7;弱酸和強(qiáng)堿混合后pH<7。

  四、例題分析

  【例題1】某溫度下,相同pH值的鹽酸和醋酸溶液分別加水稀釋,pH值隨溶液體積變化的曲線如右圖所示。據(jù)圖判斷正確的是中學(xué)學(xué)科網(wǎng)

  A. Ⅱ?yàn)辂}酸稀釋時(shí)pH值變化曲線中學(xué)學(xué)科網(wǎng)

  B. b點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性比c點(diǎn)溶液的導(dǎo)電性強(qiáng)

  C. a點(diǎn)Kw的數(shù)值比c點(diǎn)Kw的數(shù)值大

  D. b點(diǎn)酸的總濃度大于a點(diǎn)酸的總濃度

  解析:醋酸在稀釋時(shí)會(huì)繼續(xù)電離,則在稀釋相同體積的過程中醋酸中的c(H+)大、pH小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;隨著稀釋體積的增大,醋酸電離程度雖增大,但離子濃度在減小,B項(xiàng)正確;溫度一定,任何稀的水溶液中的Kw都是一定值,C項(xiàng)錯(cuò)誤;由于醋酸是弱酸,要使鹽酸和醋酸溶液pH值相同,醋酸的濃度比鹽酸大得多,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

  答案:B

  【例題2】在常溫下,把pH=10的NaOH溶液加水稀釋至體積為原來的104倍,稀釋后溶液的pH是

  A.14 B.7            C.6 D.都有可能

  解析:因?yàn)閜H=10的NaOH溶液中,c(H+)=10-10,根據(jù)水的離子積常數(shù)得c(OH-)= =10-4,加水稀釋后,由NaOH電離出來的c(OH-)= = 10-8,設(shè)溶液中由水電離出來的c(H+)=c(OH-)=x,根據(jù)水的離子積常數(shù)得: x (10-8 + x) = 10-14,解得:x ≈ 9.5×10-8,即c(H+) ≈ 9.5×10-8,所以pH=-lg(9.5×10-8)≈7.

  答案:B

  【例題3】在常溫下,將體積相同,濃度都是0.1 mol/L的NaOH溶液、氨水,分別加水稀釋m倍、n倍,溶液的pH都變成9,那么m與n的關(guān)系為

  A.4m=n B.m=n C.m<n D.m>n

  解析:若稀釋相同倍數(shù),稀釋后NaOH溶液和氨水的物質(zhì)的量濃度相等,NaOH溶液的pH大,要使pH相同,即都變成9,則NaOH溶液稀釋的倍數(shù)就應(yīng)大一些,故選項(xiàng)D正確。

  答案:D

  點(diǎn)撥:①對于pH=a的強(qiáng)酸溶液稀釋時(shí),體積每增大10n倍,pH就增大n個(gè)單位,即pH=a + n;對于pH=a的弱酸溶液來說,體積每增大10n倍,pH增大不足n個(gè)單位,即pH<a + n;無論怎樣稀釋,酸溶液的pH不能等于或大于7,只能趨近于7。這是因?yàn)楫?dāng)pH接近6的時(shí)候,再加水稀釋,由水提供的H+ 離子就不能再忽略。

 、趯τ趐H=b的強(qiáng)堿溶液稀釋時(shí),體積每增大10n倍,pH就減小n個(gè)單位,即pH=b-n;對于pH=b的弱堿溶液來說,體積每增大10n倍,pH減小不足n個(gè)單位,即pH>b-n;無論怎樣稀釋,堿溶液的pH不能等于或小于7,只能趨近于7。這是因?yàn)楫?dāng)pH接近8的時(shí)候,再加水稀釋,由水提供的OH-離子就不能再忽略。

  五、練習(xí)

  【練習(xí)1】對于常溫下pH=1的硝酸溶液,下列敘述正確的是

  A.該溶液1 mL稀釋至100 mL后,pH等于3

  B.向該溶液中加入等體積、pH為13的氫氧化鋇溶液恰好完全中和

  C.該溶液中硝酸電離出的c(H+)與水電離出的c(H+)之比為10-12

  D.該溶液中水電離出的c(H+)是pH為3的硝酸中水電離出的c(H+)的100倍

  解析:硝酸為強(qiáng)電解質(zhì),完全電離,故稀釋100倍后c(H+)的濃度為原溶液的1/100,pH由1變?yōu)?,A選項(xiàng)正確;硝酸中的c(H+)=0.1mol/L,pH為13的氫氧化鋇溶液,c(OH-)=0.1mol/L,當(dāng)二者等體混合時(shí)n(H+)=n(OH-)即二者恰好完全中和,B選項(xiàng)正確;硝酸電離的c(H+)=0.1mol/L,則水電離的c(H+)=10-13mol/L,二者之比為1012,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;pH為3的硝酸中水電離的c(H+)=10-11mol/L,故D選項(xiàng)中二者之比為10-13: 10-11=10-2,D選項(xiàng)錯(cuò)誤。

  答案:A、B

  點(diǎn)撥:酸堿溶液加水稀釋,溶液的pH肯定發(fā)生變化,因?yàn)橄♂尯骳(H+)、c(OH-)濃度發(fā)生變化,一般規(guī)律是酸稀釋后pH變大,堿稀釋后pH變小。但有一個(gè)限度,酸溶液再稀釋,也不可能變成堿溶液,堿溶液再稀釋,也不可能變成酸溶液,即以pH=7為限,不可逾越這個(gè)界限。例如c(H+)=10-5的鹽酸1 mL,加水稀釋至1000 mL,pH接近7。

  對于pH相同的鹽酸(強(qiáng)酸)、醋酸(弱酸)兩種溶液,當(dāng)稀釋相同倍數(shù)時(shí),由于鹽酸中無電離平衡,醋酸中存在電離平衡,同樣稀釋,其c(H+)變化不一致,因而pH得改變也不一樣,即鹽酸變化快而醋酸變化比較遲緩。可用右圖來說明:

  從圖中可以看出:

 。1)強(qiáng)酸比弱酸的pH改變快;

 。2)當(dāng)稀釋同樣倍數(shù)時(shí),鹽酸比例變化大于醋酸;

  (3)當(dāng)稀釋至pH相同時(shí),弱酸稀釋的倍數(shù)大。

  來源:新東方


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