【重点推荐】人教版高中化学选修四第三章第二节第2课时

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第2课时 强酸、强碱溶液混合时溶液pH 的计算

[目标要求] 1.掌握溶液的pH 的测定方法，理解溶液酸碱性与溶液中c (H ＋

)与c (OH －

)相对大小有关。2.会用pH 计测定中和反应过程中溶液pH 的变化，绘制滴定曲线。3.能进行溶液pH 的简单计算。

一、单一溶液pH 的计算 1．计算方法

酸：c (酸)――→电离c (H ＋)―→pH

碱：c (碱)――→电离

c (OH －

)――→K W

c (H ＋

)―→pH 2．强酸和强碱溶液的pH 计算

(1)强酸(以c mol·L －

1的H n A 为例) c (H ＋)＝nc mol·L －1

pH ＝－lg c (H ＋

)＝－lg_nc

(2)强碱(以c mol·L －

1的B(OH)n 为例)

c (OH －)＝nc mol·L －

1 c (H ＋)＝K W /n c ―→pH ＝－lg c (H ＋)＝14＋lg nc 二、混合溶液pH 的计算 1．两强酸混合

c (H ＋

)混合＝c 1(H ＋)·V 1＋c 2(H ＋

)·V 2V 1＋V 2

―→pH

2．两强碱混合

c (OH －)混合＝c 1(OH －)·V 1＋c 2(OH －

)·V 2V 1＋V 2

――→K W c (H ＋

)―→pH

3．强酸强碱混合

(1)强酸与强碱正好完全反应，溶液呈中性，c (H ＋)＝c (OH －)。如室温下，中性溶液的c (H ＋

)＝10－7 mol·L －

1，pH ＝7。

(2)强酸与强碱混合时，若酸过量，则求c (H ＋)过量，若碱过量，则求c (OH －

)过量，继而计算pH 。

知识点一 强酸、强碱溶液pH 的计算

1．常温下，某溶液中由水电离产生的c (H ＋)＝1×10－11 mol·L －

1，则该溶液的pH 可能是( ) A ．4 B ．7 C ．8 D ．11 答案 D

解析 由题意知由水电离产生的c (H ＋)＝1×10－11 mol·L －1<1×10－7 mol·L －1，抑制了水的电离，可能是酸，也可能是碱，若是酸，c (H ＋)＝1×10－3 mol·L －1，pH ＝3，若是碱，c (OH －)

＝1×10－3 mol·L －1，pH ＝11。

2．常温下某氢氧化钠溶液的浓度为0.01 mol·L －

1，则该溶液的pH 值为________。 答案 12

解析 强碱溶液中，c (OH －)等于碱的浓度，可先由溶液的物质的量浓度求出c (OH －)，再利用K W 求出溶液中的c (H ＋)，最后根据pH 值定义求溶液的pH 值。

c (OH －)＝c (NaOH)＝0.01 mol·L －1，

则c (H ＋)＝1×10－12 mol·L －1，pH ＝12。

知识点二 强酸、强碱用水稀释后pH 的计算

3．将体积均为10 mL 、pH 均为3的盐酸和醋酸，加入水稀释至a mL 和b mL ，测得稀释后溶液的pH 均为5，则稀释后溶液的体积( )

A ．a ＝b ＝100

B ．a ＝b ＝1 000

C ．a

D ．a >b 答案 C

解析 盐酸是强电解质，完全电离。在加水稀释过程中盐酸电离出的H ＋的物质的量不会增加。溶液中c (H ＋)与溶液体积成反比，故加水稀释时，c (H ＋)会随着水的加入而变小。醋酸是弱电解质，发生部分电离。在加水稀释过程中未电离的醋酸分子发生电离，从而使溶液中H ＋的物质的量增加，而c (H ＋)与溶液体积同样成反比，这就使得此溶液中c (H ＋)受到n (H ＋)增加和溶液体积V 增加的双重影响。很明显，若将盐酸和醋酸同等程度的稀释到体积都为a mL ，则盐酸的c (H ＋)比醋酸的c (H ＋)小。若要稀释到两溶液的c (H ＋)相等，则醋酸应该继续稀释，则有b >a 。

4.pH ＝2的X 、Y 、Z 三种酸的溶液各1 mL ，分别加入水稀释到1 000 mL ，其pH 与溶液体积(V )的变化关系如图所示，下列说法中错误的是( )

A ．X 是强酸，Y 和Z 是弱酸

B ．稀释前的浓度大小为c (Z)>c (Y)>c (X)

C ．稀释前电离程度大小为X>Y>Z

D ．pH ＝2时，X 、Y 、Z 都是稀溶液 答案 D

解析 本题考查电解质溶液稀释过程中电离程度、pH 变化以及识图能力。pH ＝2的酸溶液中c (H ＋)＝0.01 mol·L －1，当将其稀释到原溶液体积的1 000倍时，若为强酸，则稀释后的c (H ＋

)

＝10－5 mol·L －1，此时pH ＝5；若为弱酸，由于稀释过程中电离程度增大，使n (H ＋

)增大，则稀

释后的c (H ＋)>10－5 mol·L －

1，此时pH<5。由三条曲线的变化趋势可知，Z 表示浓的弱酸溶液稀释过程中的pH 变化，X 、Y 表示稀溶液稀释过程中pH 的变化，因为X 为强酸，Y 为弱酸，要使pH 均为2，则c (Y)>c (X)；pH ＝2时，X 已完全电离，而弱酸在稀溶液中比在浓溶液中电离程度大。

知识点三 强酸与强酸(或强碱与强碱)混合溶液pH 的计算

5．两种不同浓度的NaOH 溶液，c (H ＋)分别为1×10－14 mol·L －1和1×10－10 mol·L －

1。将此

两溶液等体积混合后，所得溶液中的c (H ＋

)是( )

A ．1×(10－14＋10－10) mol·L －1 B.1×(10－14＋10－

10)2

mol·L －

1

C ．2×10－10 mol·L －1

D ．2×10－14 mol·L －

1 答案 D