一、求强酸溶液的pH值。
【例1】求0.01 mol·L-1HCl溶液的pH。
解:c(H+)=1×10-2mol·L-1
pH= - lg{c(H+)}=- lg10-2=2
【练习】将含4.9×10-3gH2SO4的溶液稀释致1L,求所得溶液的pH值。(马上点标题下蓝字'高中化学'关注可获取更多学习方法、干货!)
二、求强碱溶液的pH值。
【例2】求0.001 mol·L-1NaOH溶液的pH。
【练习】求常温下下列三种溶液的pH:①纯水②将含4.9×10-3gH2SO4的溶液稀释致1L所得溶液③c(OH-)=1×10-4 mol·L-1K OH溶液。
【小结】常温时:中性溶液c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1 pH=7
酸性溶液c(H+)﹥c(OH-) c(H+)﹥1×10-7 mol·L-1 pH﹤7
碱性溶液 c(H+)﹤c(OH-) c(H+)﹤1×10-7 mol·L-1 pH﹥7
换算关系:
Kw== c(H+)·c(OH-) pH= - lg{c(H+)}
c(OH-)=============== c(H+) ================= pH
(碱性溶液) (酸性溶液)c(H+)=10- pH
三、求强酸、强碱混合溶液的 pH 值。
1、酸与酸混合溶液的pH值。
【例5】pH=3和 pH =5的盐酸等体积混合,求混合溶液的pH 值。
10-2V+10-3V
解:c(H+)混合液= ————— =5.05×10-4 mol·L-1
2 V
pH= - lg{c(H+)}= lg 5.05×10-4=4 - 0.7=3.3
【思考】若把上题改为:pH=3的盐酸和 pH =5的硫酸等体积混合,求混合溶液的pH,答案又如何?
2、碱与碱混合。
【例6】将 pH 值为8的NaOH溶液与 pH 值为10的NaOH溶液等体积混合后,溶液中的c(H+)最接近于( )。混合液的pH为多少?
(A)½(10-8+10-10) mol·L-1 (B)(10-8+10-10) mol·L-1
(C)(1×10-14+5×10-5) mol·L-1 (D)2×10-10 mol·L-1
此类题常见错解:
10-8 V +10-10V
c(H+) = —————— == 5.05×10-9mol·L-1
2V
pH= - lg{c(H+)}= lg5.05×10-9 =9- lg5.05=9-0.7=8.3
【解题思路】先求混合液的c(OH-),再求混合液的c(H+)→pH。
【规律】
a、当两酸溶液pH差≧2时,等体积混合液的pH为pH小者+0.3;
b、当两碱溶液pH差≧2时,等体积混合液的pH为pH大者-0.3。
3、酸与碱混合。
【例7】100 mL0.6 mol·L-1盐酸加到等体积0.4 mol·L-1NaOH溶液中,所得溶液中的 pH值是( )。
(A)0.2 (B)0.7 (C)1.0 (D)2.0
【解题思路】先求混合液剩余H+或OH-的浓度,再求混合液的pH。
【练习】1、99 mL0.1mol∕L盐酸和101 mL0.05mol∕LBa(OH)2溶液相混合,溶液的pH 值为( )。
A. 1.7 B. 10.7 C. 11 D. 11.3
2、等体积的0.1mol/L的盐酸与0.06mol/L的Ba(OH)2溶液混合后,溶液的pH等于( )
A.2.0 B.12.3 C.1.7 D.12.0
四、相当等势问题:
【例8】1、在10 mL0.01 mol·L-1的AgNO3溶液中加入10 mL 0.02 mol·L-1的盐酸,求反应后混合溶液的 pH值(假设体积为二者之和)。
【思路】两溶液混合,虽然发生反应,但不消耗H+或OH-,混合液中所含H+或OH-的总量基本不变,即称为相当等势。所求混合液中c(H+)或c(OH-)只是因稀释而减小。
2、在30 mL0.002 mol·L-1的Na2CO3溶液中加入10 mL 0.02 mol·L-1的Ba(OH)2溶液,求混合溶液的pH。
五、有关稀释问题:
1、较浓酸或碱稀释体积倍数较少时:如pH=3盐酸10 mL稀释至 1 L,其稀释液pH为5。
2、极限稀释问题:
【例9】pH=5的盐酸1 mL稀释至 1 L ,溶液的PH是否等于8?
解:因稀释后酸已很稀 故此时应考虑水的电离。
设由水电离出的c(H+)为x,则有:
H2O =======H+ + OH-
x+10-8 mol·L-1 x
因c(H+)总· c(OH-)== Kω,故有:x·(x+10-8 mol∕L)==1×10-14
解得:x==9.5×10-8 mol·L-1
c(H+)总==10-8 mol∕L+9.5×10-8 mol·L-1=1.05×10-7 mol·L-1
pH= - lg{c(H+)}= - lg1.05×10-7=7-0.0212==6.9788
3、弱酸稀释问题:如pH=4的醋酸体积稀释至原来的10倍,则pH值为多少?
解析:因稀释使弱酸的电离平衡正向移动。故此时有: 3﹤pH﹤4 。
六、求反应后溶液的pH值。
【例10】往100mL FeCl3溶液中通入足量的H2S,结果得到0.32g沉淀,求反应后溶液的pH值(假设溶液体积不变)。
解: 2FeCl3+H2S===2FeCl2 + S↓ + 2HCl
32g 2 mol
0.32g n(H+)
0.32g×2 mol
n(H+) == ----------------- == 0.02 mol ;
32g
c(H+)==0.02 mol∕0.1L=0.2 mol·L-1
pH= - lg{c(H+)}= - lg0.2==1- lg2==1-0.3=0.7
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