论文部分内容阅读
【摘 要】酸碱性是由溶液中c（H+）或c（OH-）相对大小决定的。为了方便表示溶液的酸碱性提出了pH，它的定义为氢离子浓度的负对数，即pH= - lgc（H+）。pH计算是近几年高考的热点问题，为帮助同学们更好地掌握关于pH的计算问题，现对此进行归纳。
【关键词】酸碱性 溶液 溶液混合
整体思路：
1.溶液pH计算的核心是确定溶液中的c（H+）大小;
2.对溶液pH的定义进行引申，溶液的pOH= - lgc（OH-），则溶液pOH计算的核心是确定溶液中的c（OH-）大小，再根据pH+pOH= - lgKw得出pH。
一、单一溶液
若溶液是酸性溶液，必先确定c（H+），再进行pH的计算。若溶液是碱性溶液，必先确定c（OH-），可根据c（H+）·c（OH-）=Kw换算成c（H+），再求pH;或引用pH的定义，由c（OH-）直接计算pOH，再根据pH+pOH=PKw，换算出pH
例1.求室温下0.5×10-3mol/L的Ba（OH）2溶液的pH。
解析：由题意c（OH-）=1×10-3mol/L，则c（H+）= Kw/ c（OH-）=1×10-11mol/L，pH=-lgc（H+）=-lg1×10-11=11。
或由题意c（OH-）=1×10-3mol/L，pOH=-lgc（OH-）=-lg1×10-3=3，pH+pOH=pKw，pH+3=14，pH=11。
二、溶液混合
两溶液混合时，首先考虑是否发生化学反应，其次考虑溶液总体积变化，但通常是稀溶液混合，所以不考虑混合后溶液密度的变化，即其体积为两溶液体积之和（除非有特殊说明）。
1.两强酸混合
先计算混合后的c（H+）混=[ c（H+）1×V1+ c（H+）2×V2]/（V1+ V2），再直接求pH
例2.pH=4的硫酸和pH=2的硫酸等体积混合后，溶液的pH最接近于（ ）
A.2.0 B. 2.3 C. 3.5 D. 3.7
解析：由题意pH=4的硫酸，c（H+）1=1.0×10-4mol/L;pH=2的硫酸，c（H+）2=1.0×10-2mol/L。c（H+）混=（1.0×10-4mol/L×V +1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，pH= 2.3。故应选B
2.两强碱混合
先计算混合后的c（OH-）混=[ c（OH-）1×V1+ c（OH-）2×V2]/（V1+ V2），再计算c（H+）= Kw/ c（OH-）混，可计算出pH;或直接计算pOH=-lgc（OH-）混，然后再利用pH+pOH=pKw计算出pH
技巧归纳——0.3规则
若两强酸溶液或两强碱溶液等体积混合，且其pH相差2或2以上时，混合液的pH有如下近似规律：
两强酸等体积混合时，混合液的pH=pH小+0.3
两强碱等体积混合时，混合液的pH=pH大-0.3
如上述例4若用0.3规则，就可直接计算出混合液的pH= pH小+0.3=2+0.3= 2.3
3.强酸与强碱溶液混合
先根据n（H+）与n（OH-）的相对大小判断酸、碱的过量情况。
⑴强酸与强碱恰好完全反应，n（H+）与n（OH-）相等时溶液呈中性，pH=7;
⑵若酸过量， n（H+）>n（OH-），溶液呈酸性，c（H+）混=[ n（H+）-n（OH-）]/V总;
⑶若碱过量， n（OH-）>n（H+），溶液呈碱性，c（OH-）混=[ n（OH-）-n（H+）]/V总。
例3.用0.1mol/LNaOH溶液滴定0.1mol/L盐酸，如达到滴定的终点时不慎多加了1滴NaOH溶液（1滴溶液的体积约为0.05mL）。继续加水至50mL，所得溶液的pH是（ ）。
A. 4 B. 7.2 C. 10 D. 11.3
解析：据题意知碱过量，c（OH-）=0.05×0.1/50=1×10-4mol/L，c（H+）=1×10-10mol/L，pH=10 故应选C
⑷若未标明酸碱的强弱，混合后溶液pH不定，应分析讨论：
①若酸（pH1）和碱（pH2）等体积混合，pH1+ pH2=14，若为强酸与强碱，则恰好反应，pH=7;若为弱酸与强碱，则酸有剩余，pH<7;若为强酸与弱碱，则碱有剩余，pH>7。
②若强酸（pH1）和强碱（pH2）等体积混合，pH1+ pH2=14，则溶液呈中性，pH=7;pH1+ pH2>14，则碱过量， pH>7;pH1+ pH2<14，则酸过量， pH<7。
例4.在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（ ）
A.pH=3的硝酸和pH=11的氢氧化钠溶液
B.pH=3的盐酸和pH=11的氨水
C.pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液
D.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液
解析： 有题目可知酸碱等体积混合且两溶液的pH1+ pH2=14。A、C两选项为强酸与强碱的混合，则溶液呈中性，pH=7。B选项为强酸与弱碱的混合，则碱过量，pH>7。D选项为弱酸与强碱的混合，则酸过量，pH<7。故应选D
三、溶液稀释
解题关键：据稀释前后n（H+）或n（OH-）不变，求出稀释后酸的c（H+）或碱的c（OH-）。注意：当酸、碱溶液的H+离子浓度接近水电离出的H+离子浓度1×10-7mol/L时，水电离出的H+离子浓度就不能忽略不计。
常用规律：
1.若为pH=a的酸：
（1）强酸，稀释10n倍后，则pH=a+n;
（2）弱酸，稀释10n倍后，则a （3）若酸的溶液无限稀释，则无论酸的强弱，pH一律接近于7。
2.若为pH=b的碱：
（1）强碱，稀释10n倍后，则pH= b-n;
（2）弱碱，稀释10n倍后，则b-n （3）若碱的溶液无限稀释，则无论碱的强弱，pH一律接近于7。
【关键词】酸碱性 溶液 溶液混合
整体思路：
1.溶液pH计算的核心是确定溶液中的c（H+）大小;
2.对溶液pH的定义进行引申，溶液的pOH= - lgc（OH-），则溶液pOH计算的核心是确定溶液中的c（OH-）大小，再根据pH+pOH= - lgKw得出pH。
一、单一溶液
若溶液是酸性溶液，必先确定c（H+），再进行pH的计算。若溶液是碱性溶液，必先确定c（OH-），可根据c（H+）·c（OH-）=Kw换算成c（H+），再求pH;或引用pH的定义，由c（OH-）直接计算pOH，再根据pH+pOH=PKw，换算出pH
例1.求室温下0.5×10-3mol/L的Ba（OH）2溶液的pH。
解析：由题意c（OH-）=1×10-3mol/L，则c（H+）= Kw/ c（OH-）=1×10-11mol/L，pH=-lgc（H+）=-lg1×10-11=11。
或由题意c（OH-）=1×10-3mol/L，pOH=-lgc（OH-）=-lg1×10-3=3，pH+pOH=pKw，pH+3=14，pH=11。
二、溶液混合
两溶液混合时，首先考虑是否发生化学反应，其次考虑溶液总体积变化，但通常是稀溶液混合，所以不考虑混合后溶液密度的变化，即其体积为两溶液体积之和（除非有特殊说明）。
1.两强酸混合
先计算混合后的c（H+）混=[ c（H+）1×V1+ c（H+）2×V2]/（V1+ V2），再直接求pH
例2.pH=4的硫酸和pH=2的硫酸等体积混合后，溶液的pH最接近于（ ）
A.2.0 B. 2.3 C. 3.5 D. 3.7
解析：由题意pH=4的硫酸，c（H+）1=1.0×10-4mol/L;pH=2的硫酸，c（H+）2=1.0×10-2mol/L。c（H+）混=（1.0×10-4mol/L×V +1.0×10-2mol/L×V）/2V=5.0×10-3mol/L，pH= 2.3。故应选B
2.两强碱混合
先计算混合后的c（OH-）混=[ c（OH-）1×V1+ c（OH-）2×V2]/（V1+ V2），再计算c（H+）= Kw/ c（OH-）混，可计算出pH;或直接计算pOH=-lgc（OH-）混，然后再利用pH+pOH=pKw计算出pH
技巧归纳——0.3规则
若两强酸溶液或两强碱溶液等体积混合，且其pH相差2或2以上时，混合液的pH有如下近似规律：
两强酸等体积混合时，混合液的pH=pH小+0.3
两强碱等体积混合时，混合液的pH=pH大-0.3
如上述例4若用0.3规则，就可直接计算出混合液的pH= pH小+0.3=2+0.3= 2.3
3.强酸与强碱溶液混合
先根据n（H+）与n（OH-）的相对大小判断酸、碱的过量情况。
⑴强酸与强碱恰好完全反应，n（H+）与n（OH-）相等时溶液呈中性，pH=7;
⑵若酸过量， n（H+）>n（OH-），溶液呈酸性，c（H+）混=[ n（H+）-n（OH-）]/V总;
⑶若碱过量， n（OH-）>n（H+），溶液呈碱性，c（OH-）混=[ n（OH-）-n（H+）]/V总。
例3.用0.1mol/LNaOH溶液滴定0.1mol/L盐酸，如达到滴定的终点时不慎多加了1滴NaOH溶液（1滴溶液的体积约为0.05mL）。继续加水至50mL，所得溶液的pH是（ ）。
A. 4 B. 7.2 C. 10 D. 11.3
解析：据题意知碱过量，c（OH-）=0.05×0.1/50=1×10-4mol/L，c（H+）=1×10-10mol/L，pH=10 故应选C
⑷若未标明酸碱的强弱，混合后溶液pH不定，应分析讨论：
①若酸（pH1）和碱（pH2）等体积混合，pH1+ pH2=14，若为强酸与强碱，则恰好反应，pH=7;若为弱酸与强碱，则酸有剩余，pH<7;若为强酸与弱碱，则碱有剩余，pH>7。
②若强酸（pH1）和强碱（pH2）等体积混合，pH1+ pH2=14，则溶液呈中性，pH=7;pH1+ pH2>14，则碱过量， pH>7;pH1+ pH2<14，则酸过量， pH<7。
例4.在室温下等体积的酸和碱的溶液，混合后pH一定小于7的是（ ）
A.pH=3的硝酸和pH=11的氢氧化钠溶液
B.pH=3的盐酸和pH=11的氨水
C.pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液
D.pH=3的醋酸和pH=11的氢氧化钠溶液
解析： 有题目可知酸碱等体积混合且两溶液的pH1+ pH2=14。A、C两选项为强酸与强碱的混合，则溶液呈中性，pH=7。B选项为强酸与弱碱的混合，则碱过量，pH>7。D选项为弱酸与强碱的混合，则酸过量，pH<7。故应选D
三、溶液稀释
解题关键：据稀释前后n（H+）或n（OH-）不变，求出稀释后酸的c（H+）或碱的c（OH-）。注意：当酸、碱溶液的H+离子浓度接近水电离出的H+离子浓度1×10-7mol/L时，水电离出的H+离子浓度就不能忽略不计。
常用规律：
1.若为pH=a的酸：
（1）强酸，稀释10n倍后，则pH=a+n;
（2）弱酸，稀释10n倍后，则a
2.若为pH=b的碱：
（1）强碱，稀释10n倍后，则pH= b-n;
（2）弱碱，稀释10n倍后，则b-n