谈谈pH的计算与溶液酸碱性的判断

谈谈pH的计算与溶液酸碱性的判断河北省宣化县第一中学栾春武一、pH的使用及计算中的几个误区（1）pH＝7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH＝7的溶液才呈中性，当在100℃时，水的离子积常数为1×1012，此时pH＝6的溶液为中性溶液，pH＞6时为碱性溶液，pH＜6时为酸性溶液。（2）使用pH试纸时，若先用蒸馏水润湿，则测量结果不一定偏小。因为相当于将待测液稀释了，若待测液为碱性溶液，则所测结果偏小；若待测液为酸性溶液，则所测结果偏大；若待测液为中性溶液，则所测结果没有误差。（3）水的离子积常数表达式KW＝c(H+)·c(OH－)中H+和OH－不一定是水电离出来的。c(H+)和c(OH－)均指溶液中的总浓度。任何水溶液中都存在这一关系，因此在酸溶液中酸本身电离出的H+会抑制水的电离，而在碱溶液中，碱本身电离出的OH－也会抑制水的电离。而在含有弱酸根离子或弱碱阳离子的溶液中水的电离会受到促进，因为弱酸根离子或弱碱阳离子分别易和水电离出来的H+和OH－生成弱酸或弱碱。二、pH的计算（1）强酸与强碱溶液要注意酸或碱的元数如物质的量浓度为cmol/L的HnA溶液，c(H+)＝ncmol/L，pH＝－lg{c(H+)}＝－lg(nc)。（2）强酸与强碱混合要先判断过量情况若碱过量，一定要将c(OH－)通过KW＝1×10－14换算成c(H+)，还要看看是不是在通常状况下。（3）溶液稀释后pH的计算：①对于强酸（或强碱）溶液，每稀释10倍，pH增大（或减小）一个单位，但无论稀释多少倍，pH都不可能等于7，只能接近7。②对于pH相同的强酸和弱酸（或强碱和弱碱）溶液稀释相同的倍数，强酸（或强碱）溶液的pH变化幅度大。（4）两强酸或两强碱等体积混合后pH的计算：①两强酸溶液等体积混合后pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH＝3和pH＝5的两种盐酸等体积混合后，pH＝3.3。②两强碱溶液等体积混合后pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH＝9和pH＝11的两种烧碱溶液等体积混合后，pH＝10.7。注意：不论是溶液的稀释还是混合，在计算pH之前一定要首先判断溶液的酸碱性，若为酸性先求c(H+)再求pH，若为减性溶液先求溶液中的c(OH－)，然后再通过KW＝1×10－14换算成c(H+)，最后求pH。三、酸碱等体积混合后溶液酸碱性的判断（1）强酸与强碱混合看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，混合后看酸碱的强弱，强酸与强碱混合后pH＝7；强酸和弱碱混合后pH＞7；弱酸和强碱混合后pH＜7。四、例题分析【例题1】某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是高考资源网A.Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线高考资源网B.b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强高考资源网C.a点Kw的数值比c点Kw的数值大D.b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度高考资源网解析：醋酸在稀释时会继续电离，则在稀释相同体积的过程中醋酸中的c(H+)大、pH小，A项错误；随着稀释体积的增大，醋酸电离程度虽增大，但离子浓度在减小，B项正确；温度一定，任何稀的水溶液中的Kw都是一定值，C项错误；由于醋酸是弱酸，要使盐酸和醋酸溶液pH值相同，醋酸的浓度比盐酸大得多，D项错误。答案：B【例题2】在常温下，把pH＝10的NaOH溶液加水稀释至体积为原来的104倍，稀释后溶液的pH是A．14B．7C．6D．都有可能解析：因为pH＝10的NaOH溶液中，c(H+)＝10－10，根据水的离子积常数得c(OH－)＝＝10－4，加水稀释后，由NaOH电离出来的c(OH－)＝＝10－8，设溶液中由水电离出来的c(H+)＝c(OH－)＝x，根据水的离子积常数得：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【例题3】在常温下，将体积相同，浓度都是0.1mol/L的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成9，那么m与n的关系为A．4m＝nB．m＝nC．m＜nD．m＞n解析：若稀释相同倍数，稀释后NaOH溶液和氨水的物质的量浓度相等，NaOH溶液的pH大，要使pH相同，即都变成9，则NaOH溶液稀释的倍数就应大一些，故选项D正确。答案：D点拨：①对于pH＝a的强酸溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就增大n个单位，即pH＝a+n；对于pH＝a的弱酸溶液来说，体积每增大10n倍，pH增大不足n个单位，即pH＜a+n；无论怎样稀释，酸溶液的pH不能等于或大于7，只能趋近于7。这是因为当pH接近6的时候，再加水稀释，由水提供的H+离子就不能再忽略。②对于pH＝b的强碱溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就减小n个单位，即pH＝b－n；对于pH＝b的弱碱溶液来说，体积每增大10n倍，pH减小不足n个单位，即pH＞b－n；无论怎样稀释，碱溶液的pH不能等于或小于7，只能趋近于7。这是因为当pH接近8的时候，再加水稀释，由水提供的OH－离子就不能再忽略。五、练习【练习1】对于常温下pH＝1的硝酸溶液，下列叙述正确的是A.该溶液1mL稀释至100mL后，pH等于3B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为10－12D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍解析：硝酸为强电解质，完全电离，故稀释100倍后c(H+)的浓度为原溶液的1/100，pH由1变为3，A选项正确；硝酸中的c(H+)＝0.1mol/L，pH为13的氢氧化钡溶液，c(OH－)＝0.1mol/L，当二者等体混合时n(H+)＝n(OH－)即二者恰好完全中和，B选项正确；硝酸电离的c(H+)＝0.1mol/L，则水电离的c(H+)＝10－13mol/L，二者之比为1012，C选项错误；pH为3的硝酸中水电离的c(H+)＝10－11mol/L，故D选项中二者之比为10－13:10－11＝10－2，D选项错误。答案：A、B点拨：酸碱溶液加水稀释，溶液的pH肯定发生变化，因为稀释后c(H+)、c(OH－)浓度发生变化，一般规律是酸稀释后pH变大，碱稀释后pH变小。但有一个限度，酸溶液再稀释，也不可能变成碱溶液，碱溶液再稀释，也不可能变成酸溶液，即以pH＝7为限，不可逾越这个界限。例如c(H+)＝10－5的盐酸1mL，加水稀释至1000mL，pH接近7。对于pH相同的盐酸（强酸）、醋酸（弱酸）两种溶液，当稀释相同倍数时，由于盐酸中无电离平衡，醋酸中存在电离平衡，同样稀释，其c(H+)变化不一致，因而pH得改变也不一样，即盐酸变化快而醋酸变化比较迟缓。可用右图来说明：从图中可以看出：（1）强酸比弱酸的pH改变快；（2）当稀释同样倍数时，盐酸比例变化大于醋酸；（3）当稀释至pH相同时，弱酸稀释的倍数大。化学中的120个关键知识点正误判断湖南城步一中夏清国A“元素化合物”知识模块1、碱金属元素原子半径越大，熔点也越高，单质的活泼性越大2、硫与白磷皆易溶于二硫化碳、四氯化碳等有机溶剂，有机酸则较难溶于水3、在硫酸铜饱和溶液中加入足量浓硫酸产生白色固体4、能与冷水反应放出气体单质的只有是活泼的金属音质或活泼的非金属单质5、将空气液化，然后逐渐升温，先制得氧气，余下氮气6、把生铁冶炼成碳素钢要解决的主要问题是除去生铁中除Fe以外各种元素，把生铁提纯7、虽然自然界含钾特制均易溶于水，但土壤中K%不高，故需施钾肥满足8、制取漂白粉、配制波尔多液以及改良酸性土壤时，都要用到熟石灰9、二氧化硅是酸性氧化物，它不溶于酸溶液10、铁屑溶于过量盐酸，再加入氯水或溴水或碘水或硝酸锌，皆会产生Fe3＋11、常温下，浓硝酸可以用铝罐贮存，说明铝与浓硝酸不反应12、NaAlO2、Na2SiO3、Na2CO3、Ca(ClO)2、NaOH、C17H35COONa、C6H5ONa等饱和溶液中通入CO2出现白色沉淀，继续通入CO2至过量，白色沉淀仍不消失13、大气中大量二氧化硫来源于煤和石油的燃烧以及金属矿石的冶炼14、某澄清溶液由NH4Cl、AgNO3、NaOH三种物质混合而成，若加入足量硝酸必产生白色沉淀15、为了充公分利用原料，硫酸工业中的尾气必须经净化、回收处理16、用1molAl与足量NaOH溶液反应，共有3mol电子发生转移17、硫化钠既不能与烧碱溶液反应，也不能与氢硫酸反应18、在含有较高浓度的Fe3＋的溶液中，SCN-、I-、AlO2-、S2-、CO32-、HCO3-等不能大量共存19、活性炭、二氧化硫、氯水等都能使品红裉色，但反应本质有所不同20、乙酸乙酯、三溴苯酚、乙酸钠、液溴、玻璃、重晶石、重钙等都与烧碱反应21、在FeBr2溶液中通入一定量Cl2可得FeBr3、FeCl2、Br222、在NaAlO2、Na2SiO3、Na2CO3、Ca(ClO)2、NaOH、C17H35COOHa、C6H5ONa等饱和溶液中通入CO2气体，出现白色沉淀，继续通入CO2至过量，白色沉淀仍不消失23、在次氯酸钠溶液中通入少量二氧化硫可得亚硫酸钠与次氯钠24、有5.6g铁与足量酸反应转移电子数目为0.2NA25、含有最高价元素的化合物不一定具有强氧化性26、单质的还原性越弱、则其氧化性越强27、下列物质与水反应能产生可燃性气体：电石、硫化铝、红热的炭、过氧化钠等28、单质X能从盐的溶液中置换出单质Y，则单质X与Y的物质属性可以是：（1）金属和金属；（2）非金属和非金属；（3）金属和非金属；（4）非金属和金属29、H2S、HI、FeCI2、浓H2SO4、NaSO3、苯酚等溶液在空气中久置因发生氧化还原反应而变质30、浓硝酸、浓硫酸在常温下都能与铜、铁等发生反应B“基本概念基础理论”知识模块1、与水反应可生成酸的氧化物都是酸性氧化物2、分子中键能越大，分子化学性质越稳定3、金属活动性顺序表中排在氢前面的金属都能从酸溶液中置换出氢4、既能与酸反应又能与碱反应的物质是两性氧化物或两性氢氧化物5、原子核外最外层e-≤2的一定是金属原子；目前金属原子核外最外层电子数可为1/2/3/4/5/6/76、非金属元素原子氧化性弱，其阴离子的还原性则较强7、质子总数相同、核外电子总数也相同的两种粒子可以是：（1）原子和原子；（2）原子和分子；（3）分子和分子；（4）原子和离子；（5）分子和离子；（6）阴离子和阳离子；（7）阳离子和阳离子8、盐和碱反应一定生成新盐和新碱；酸和碱反应一定只生成盐和水9、pH=2和pH=4的两种酸混合，其混合后溶液的pH值一定在2与4之间10、强电解质在离子方程式中要写成离子的形式11、电离出阳离子只有H+的化合物一定能使紫色石蕊变红12、甲酸电离方程式为：HCOOH=H++COOH-13、离子晶体都是离子化合物，分子晶体都是共价化合物14、一般说来，金属氧化物，金属氢氧化物的胶体微粒带正电荷15、元素周期表中，每一周期所具有的元素种数满足2n2（n是自然数）16、强电解质的饱和溶液与弱电解质的浓溶液的导电性都比较强17、标准状况下，22.4L以任意比例混合的CO与CO2中所含碳原子总数约为NA18、同温同压，同质量的两种气体体积之比等于两种气体密度的反比19、纳米材料中超细粉末粒子的直径（1-100mm）与胶体微粒的直径在同一数量级20、1molOH-在电解过程中完全放电时电路中通过了NA个电子21、同体积同物质的量浓度的Na2SO3、Na2S、NaHSO3、H2SO3溶液中离子数目依次减小22、碳-12的相对原子质量为12，碳-12的摩尔质量为12g/mol23、电解、电泳、电离、电化腐蚀均需在通电条件下才能进行，均为化学变化24、油脂、淀粉、蛋白质、硝化甘油、苯酚钠、乙烯、明矾、Al1S3、Mg3N2、CaC2等一定条件下皆能发生水解反应25、氯化钾晶体中存在K+与Cl-；过氧化钠中存在Na+与O-为1:1；石英中只存