高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點(diǎn)7——pH計(jì)算問(wèn)題

      有關(guān)酸堿混合溶液及pH計(jì)算等問(wèn)題，常是定性判斷與定量計(jì)算同時(shí)展現(xiàn)，數(shù)字與字母相互結(jié)合，正向思維與逆向思維交替出現(xiàn)，靈活多變，難度適中，要強(qiáng)化解題思維訓(xùn)練。思維要點(diǎn)點(diǎn)撥：緊扣一個(gè)離子方程式(酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：H⁺+OH^-==H₂O)、抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(弱酸或弱堿的電離平衡、水解鹽的水解平衡)、關(guān)注三種混合情況(恰好完全反應(yīng)、酸過(guò)量、堿過(guò)量)。酸堿混合pH計(jì)算解題具體思路為知三求一：①?gòu)?qiáng)酸溶液的[H⁺]、②強(qiáng)堿溶液的[OH^-]、③混合溶液的pH、④混合時(shí)的體積比，知道其中的三個(gè)數(shù)據(jù)即可求第四個(gè)。

        例1．常溫下，取物質(zhì)的量濃度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2體積比相混合，所得溶液的pH=12，則原NaOH溶液的濃度為(   )

        A．0.01mol·L^-1  B．0.017mol·L^-1   C．0.05mol·L^-1  D．0.50mol·L^-1

        例2．室溫下，在一定體積pH=12的Ba(OH)₂溶液中，逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO₄溶液。當(dāng)溶液中Ba²⁺ 恰好完全沉淀時(shí)，溶液pH=11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)₂溶液與NaHSO₄溶液的體積之和，則Ba(OH)₂溶液與NaHSO₄溶液的體積比是(  )

        A．1∶9     B．1∶1     C．1∶2     D．1∶4      

        例3．25℃時(shí)，pH=11的氨水和pH=1的鹽酸等體積混合后(不考慮混合后溶液密度的變化)，恰好完全反應(yīng)，則下列說(shuō)法不正確的是(  )

       A．弱堿的濃度大于強(qiáng)酸的濃度      B．反應(yīng)后的溶液呈酸性

       C．原氨水中有1%的含氮微粒為NH₄⁺

       D．反應(yīng)后的溶液中NH₄⁺、NH₃·H₂O與NH₃三種微粒的平衡濃度之和為0.05 mol·L^-1     

       例4．常溫時(shí)，將xmLpH=a的稀NaOH溶液與ymLpH=b的稀鹽酸充分反應(yīng)，下列關(guān)于反應(yīng)后溶液pH的判斷，正確的是(  )

       A．若x=y，且a+b=14，則pH>7  

       B．若10x=y，且a+b=13，則pH=7

       C．若ax=by，且a+b=13，則pH=7 

       D．若x=10y，且a+b=14，則pH>7

       例5．常溫下， 0.1 mol·L^-1的堿BOH溶液中[OH^－]與[H⁺]之比為10¹²，將其與0.1mol·L^-1的酸HY溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化)，測(cè)得混合溶液的pH=9，則關(guān)于混合溶液的下列說(shuō)法(或關(guān)系式)正確的是(  )

       A．由水電離出的[OH^-]=10^-9 mol·L^-1

       B．離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶(Y^－) >c(B⁺)>c(OH^－)>c(H⁺)

       C．c(B⁺)＝c(Y^－)+ c(HY)=0.1mol·L^-1   

       D．c(OH^－)－c(HY)＝c(H⁺)=1×10^-9mol·L^-1

       現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)強(qiáng)化訓(xùn)練各省市高考題：

       1．(2012·海南卷11)25℃時(shí)，a mol·L^-1一元酸HA與b mol·L^-1NaOH等體積混合后，pH為7，則下列關(guān)系一定正確的是(  )

        A．a(chǎn)=b     B．a(chǎn)>b    C．c(A^－)=c(Na⁺)    D．c(A^－)< c(Na⁺)

        2．(2012·安徽卷)氫氟酸是一種弱酸，可用來(lái)刻蝕玻璃。已知25 ℃時(shí)：

       ①HF(aq)+OH^－(aq)==F^－(aq)+H₂O(l)      ΔH＝－67.7kJ·mol^-1

       ②H⁺(aq)+OH^－(aq)==H₂O(l)       ΔH＝－57.3kJ·mol^-1

       在20mL0.1mol·L^-1氫氟酸中加入VmL0.1mol·L^-1NaOH溶液。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )

        A．氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為：HF(aq) F^－(aq)+H⁺(aq)

ΔH＝+10.4kJ·mol^-1

        B．當(dāng)V＝20時(shí)，溶液中：c(OH^－)＝c(HF)+c(H⁺)

        C．當(dāng)V＝20時(shí)，溶液中：c(F^－)<<I>c(Na⁺)＝0.1mol·L^-1

        D．當(dāng)V>0時(shí)，溶液中一定存在：c(Na⁺)>c(F^－)>c(OH^－)>c(H⁺)

        3．(2012·廣東卷23雙選)對(duì)于常溫下pH為2的鹽酸，敘述正確的是(  )

        A．c(H⁺)=c(Cl^－)+c(OH^－)   

        B．與等體積pH=12的氨水混合后所得溶液顯酸性

        C．由H₂O電離出的c(H⁺)=1.0×10^-12mol·L^-1

        D．與等體積0.01mol·L^-1乙酸鈉溶液混合后所得溶液中：

c(Cl^－)=c(CH₃COO^－)

        4．(2011·全國(guó)I卷9)室溫時(shí)，將濃度和體積分別為c₁、V₁的NaOH溶液和c₂、V₂的CH₃COOH溶液相混合，下列關(guān)于該混合溶液的敘述錯(cuò)誤的是(  )

        A．若pH>7時(shí)，則一定是c₁V₁=c₂V₂

        B．在任何情況下都是c(Na⁺)+c(H⁺)=c(CH₃COO^－)+c(OH^－)

        C．當(dāng)pH=7時(shí)，若V₁=V₂，則一定是c₂>c₁

        D．若V₁=V₂，c₁= c₂，則c(CH₃COO^－)+C(CH₃COOH)=C(Na⁺)

        5．(2011·上海卷19雙選)常溫下用pH為3的某酸溶液分別與pH都為11的氨水、氫氧化鈉溶液等體積混合得到a、b兩種溶液，關(guān)于這兩種溶液酸堿性的描述正確的是(  )

        A．b不可能顯堿性      B．a(chǎn)可能顯酸性或堿性

        C．a(chǎn)不可能顯酸性      D．b可能顯堿性或酸性

        6．(2011·四川卷9)25℃時(shí)，在等體積的①pH=0的H₂SO₄溶液、②0.05

mol/L的Ba(OH)₂溶液、③pH=10H₂S的Na₂S溶液、④pH=5的NH₄NO₃溶液中，發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是(  )

       A．1∶10∶10¹⁰∶10⁹        B．1∶5∶5 10⁹∶5 10⁸

       C．1∶20∶10¹⁰∶10⁹        D．1∶10∶10⁴∶10⁹

       7．(2010·全國(guó)Ⅰ卷9)常溫下，下列敘述正確的是(  )

       A．在醋酸溶液的pH=a，將此溶液稀釋1倍后，溶液的pH=b，則a﹥b

       B．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH₄Cl至溶液恰好無(wú)色，則此時(shí)溶液的pH﹤7

       C．1.0×10^-3mol·L^-1鹽酸的pH=3.0，1.0×10^-8mol·L^-1鹽酸的pH=8.0

       D．若1mL pH=1的鹽酸與100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH=7，則NaOH溶液的pH=11

        8．(2010·上海卷16)25℃時(shí)，下列溶液中微粒濃度關(guān)系一定正確的是(  )

        A．氨水與氯化銨的pH=7的混合溶液中：c(Cl^－)>c(NH₄⁺)

        B．pH=2的一元酸和pH=12的一元強(qiáng)堿等體積混合：c(OH^－)=c(H⁺)

        C．0.1 mol·L^-1的硫酸銨溶液中：c(NH₄⁺)>c(SO₄^2－)>c(H⁺)

        D．0.1 mol·L^-1的硫化鈉溶液中：c(OH^－)=c(H⁺)+ c(HS^－)+ c(H₂S)

        9．(2010·海南卷2) 常溫下，將0.1mol·L^-1氫氧化鈉溶液與0.06 mol·L^-1硫酸溶液等體積混合，該混合溶液的pH等于(  )

        A．1.7      B．2.0      C．12.0      D．12.4

       10．(2009·安徽卷13 )向 V_a體積為0.05mol·L^-1CH₃COOH溶液中加入體積為V_b的0.05 mol·L^-1KOH溶液，下列關(guān)系錯(cuò)誤的是 (  )

       A．V_a>V_b時(shí)：c (CH₃COOH)+c(CH₃COO^－)>c(K⁺)

       B．V_a=V_b時(shí)：c (CH₃COOH)+c(H⁺)>c(OH^－)

       C．V_a﹤V_b時(shí)：c(CH₃COO^－)>c(K⁺)>c(OH^－)>c(H⁺)

       D．V_a與V_b任意比時(shí)：c(K⁺)+c(H⁺)=c(OH^－)+c(CH₃COO^－)

       11．①在25℃時(shí)，甲、乙兩瓶氨水的濃度分別為1mol·L^-1和0.1mol·L^-1，則甲、乙兩瓶氧水中[OH^－]之比    (填大于、等于或小于)10，說(shuō)明理由：   。

       ②在25℃時(shí)，若10個(gè)體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混和后溶液呈中性，則混和之前該強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的pH值之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系是          。

       ③(2015·江蘇卷節(jié)選)已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^-33，K_sp[Fe(OH)₃]=

3×10^-39，pH=7.1時(shí)Mn(OH)₂開(kāi)始沉淀。室溫下，除去MnSO₄溶液中的Fe³⁺、Al³⁺(使其濃度小于1×10^-6mol·L^-1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_(kāi)____。

        參考答案：例1 C   例2 D   例3 A   例4 D   例5 D

        1.C   2.B   3.AC    4.A   5.AB    6.A    7.D   8.C   9.B    10.C

        11.①在同一溫度下，對(duì)于同種弱電解質(zhì)，濃度越小，電離度越大。甲瓶氨水的濃度是乙瓶氨水濃度的10倍，故甲瓶氨水的電離度比乙瓶氨水的電離度小，所以，甲、乙兩瓶氨水中[OH^－]之比應(yīng)小于10。

        ②pH酸+pH堿=15     ③5.0≤pH<7.1   高三化學(xué)復(fù)習(xí)難點(diǎn)7——pH計(jì)算問(wèn)題

      有關(guān)酸堿混合溶液及pH計(jì)算等問(wèn)題，常是定性判斷與定量計(jì)算同時(shí)展現(xiàn)，數(shù)字與字母相互結(jié)合，正向思維與逆向思維交替出現(xiàn)，靈活多變，難度適中，要強(qiáng)化解題思維訓(xùn)練。思維要點(diǎn)點(diǎn)撥：緊扣一個(gè)離子方程式(酸堿中和反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：H⁺+OH^-==H₂O)、抓住兩個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)(弱酸或弱堿的電離平衡、水解鹽的水解平衡)、關(guān)注三種混合情況(恰好完全反應(yīng)、酸過(guò)量、堿過(guò)量)。酸堿混合pH計(jì)算解題具體思路為知三求一：①?gòu)?qiáng)酸溶液的[H⁺]、②強(qiáng)堿溶液的[OH^-]、③混合溶液的pH、④混合時(shí)的體積比，知道其中的三個(gè)數(shù)據(jù)即可求第四個(gè)。

        例1．常溫下，取物質(zhì)的量濃度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2體積比相混合，所得溶液的pH=12，則原NaOH溶液的濃度為(   )

        A．0.01mol·L^-1  B．0.017mol·L^-1   C．0.05mol·L^-1  D．0.50mol·L^-1

        例2．室溫下，在一定體積pH=12的Ba(OH)₂溶液中，逐滴加入一定物質(zhì)的量濃度的NaHSO₄溶液。當(dāng)溶液中Ba²⁺ 恰好完全沉淀時(shí)，溶液pH=11。若反應(yīng)后溶液的體積等于Ba(OH)₂溶液與NaHSO₄溶液的體積之和，則Ba(OH)₂溶液與NaHSO₄溶液的體積比是(  )

        A．1∶9     B．1∶1     C．1∶2     D．1∶4      

        例3．25℃時(shí)，pH=11的氨水和pH=1的鹽酸等體積混合后(不考慮混合后溶液密度的變化)，恰好完全反應(yīng)，則下列說(shuō)法不正確的是(  )

       A．弱堿的濃度大于強(qiáng)酸的濃度      B．反應(yīng)后的溶液呈酸性

       C．原氨水中有1%的含氮微粒為NH₄⁺

       D．反應(yīng)后的溶液中NH₄⁺、NH₃·H₂O與NH₃三種微粒的平衡濃度之和為0.05 mol·L^-1     

       例4．常溫時(shí)，將xmLpH=a的稀NaOH溶液與ymLpH=b的稀鹽酸充分反應(yīng)，下列關(guān)于反應(yīng)后溶液pH的判斷，正確的是(  )

       A．若x=y，且a+b=14，則pH>7  

       B．若10x=y，且a+b=13，則pH=7

       C．若ax=by，且a+b=13，則pH=7 

       D．若x=10y，且a+b=14，則pH>7

       例5．常溫下， 0.1 mol·L^-1的堿BOH溶液中[OH^－]與[H⁺]之比為10¹²，將其與0.1mol·L^-1的酸HY溶液等體積混合(忽略混合后溶液體積的變化)，測(cè)得混合溶液的pH=9，則關(guān)于混合溶液的下列說(shuō)法(或關(guān)系式)正確的是(  )

       A．由水電離出的[OH^-]=10^-9 mol·L^-1

       B．離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶(Y^－) >c(B⁺)>c(OH^－)>c(H⁺)

       C．c(B⁺)＝c(Y^－)+ c(HY)=0.1mol·L^-1   

       D．c(OH^－)－c(HY)＝c(H⁺)=1×10^-9mol·L^-1

       現(xiàn)場(chǎng)體驗(yàn)強(qiáng)化訓(xùn)練各省市高考題：

       1．(2012·海南卷11)25℃時(shí)，a mol·L^-1一元酸HA與b mol·L^-1NaOH等體積混合后，pH為7，則下列關(guān)系一定正確的是(  )

        A．a(chǎn)=b     B．a(chǎn)>b    C．c(A^－)=c(Na⁺)    D．c(A^－)< c(Na⁺)

        2．(2012·安徽卷)氫氟酸是一種弱酸，可用來(lái)刻蝕玻璃。已知25 ℃時(shí)：

       ①HF(aq)+OH^－(aq)==F^－(aq)+H₂O(l)      ΔH＝－67.7kJ·mol^-1

       ②H⁺(aq)+OH^－(aq)==H₂O(l)       ΔH＝－57.3kJ·mol^-1

       在20mL0.1mol·L^-1氫氟酸中加入VmL0.1mol·L^-1NaOH溶液。下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(  )

        A．氫氟酸的電離方程式及熱效應(yīng)可表示為：HF(aq) F^－(aq)+H⁺(aq)

ΔH＝+10.4kJ·mol^-1

        B．當(dāng)V＝20時(shí)，溶液中：c(OH^－)＝c(HF)+c(H⁺)

        C．當(dāng)V＝20時(shí)，溶液中：c(F^－)<<I>c(Na⁺)＝0.1mol·L^-1

        D．當(dāng)V>0時(shí)，溶液中一定存在：c(Na⁺)>c(F^－)>c(OH^－)>c(H⁺)

        3．(2012·廣東卷23雙選)對(duì)于常溫下pH為2的鹽酸，敘述正確的是(  )

        A．c(H⁺)=c(Cl^－)+c(OH^－)   

        B．與等體積pH=12的氨水混合后所得溶液顯酸性

        C．由H₂O電離出的c(H⁺)=1.0×10^-12mol·L^-1

        D．與等體積0.01mol·L^-1乙酸鈉溶液混合后所得溶液中：

c(Cl^－)=c(CH₃COO^－)

        4．(2011·全國(guó)I卷9)室溫時(shí)，將濃度和體積分別為c₁、V₁的NaOH溶液和c₂、V₂的CH₃COOH溶液相混合，下列關(guān)于該混合溶液的敘述錯(cuò)誤的是(  )

        A．若pH>7時(shí)，則一定是c₁V₁=c₂V₂

        B．在任何情況下都是c(Na⁺)+c(H⁺)=c(CH₃COO^－)+c(OH^－)

        C．當(dāng)pH=7時(shí)，若V₁=V₂，則一定是c₂>c₁

        D．若V₁=V₂，c₁= c₂，則c(CH₃COO^－)+C(CH₃COOH)=C(Na⁺)

        5．(2011·上海卷19雙選)常溫下用pH為3的某酸溶液分別與pH都為11的氨水、氫氧化鈉溶液等體積混合得到a、b兩種溶液，關(guān)于這兩種溶液酸堿性的描述正確的是(  )

        A．b不可能顯堿性      B．a(chǎn)可能顯酸性或堿性

        C．a(chǎn)不可能顯酸性      D．b可能顯堿性或酸性

        6．(2011·四川卷9)25℃時(shí)，在等體積的①pH=0的H₂SO₄溶液、②0.05

mol/L的Ba(OH)₂溶液、③pH=10H₂S的Na₂S溶液、④pH=5的NH₄NO₃溶液中，發(fā)生電離的水的物質(zhì)的量之比是(  )

       A．1∶10∶10¹⁰∶10⁹        B．1∶5∶5 10⁹∶5 10⁸

       C．1∶20∶10¹⁰∶10⁹        D．1∶10∶10⁴∶10⁹

       7．(2010·全國(guó)Ⅰ卷9)常溫下，下列敘述正確的是(  )

       A．在醋酸溶液的pH=a，將此溶液稀釋1倍后，溶液的pH=b，則a﹥b

       B．在滴有酚酞溶液的氨水里，加入NH₄Cl至溶液恰好無(wú)色，則此時(shí)溶液的pH﹤7

       C．1.0×10^-3mol·L^-1鹽酸的pH=3.0，1.0×10^-8mol·L^-1鹽酸的pH=8.0

       D．若1mL pH=1的鹽酸與100mLNaOH溶液混合后，溶液的pH=7，則NaOH溶液的pH=11

        8．(2010·上海卷16)25℃時(shí)，下列溶液中微粒濃度關(guān)系一定正確的是(  )

        A．氨水與氯化銨的pH=7的混合溶液中：c(Cl^－)>c(NH₄⁺)

        B．pH=2的一元酸和pH=12的一元強(qiáng)堿等體積混合：c(OH^－)=c(H⁺)

        C．0.1 mol·L^-1的硫酸銨溶液中：c(NH₄⁺)>c(SO₄^2－)>c(H⁺)

        D．0.1 mol·L^-1的硫化鈉溶液中：c(OH^－)=c(H⁺)+ c(HS^－)+ c(H₂S)

        9．(2010·海南卷2) 常溫下，將0.1mol·L^-1氫氧化鈉溶液與0.06 mol·L^-1硫酸溶液等體積混合，該混合溶液的pH等于(  )

        A．1.7      B．2.0      C．12.0      D．12.4

       10．(2009·安徽卷13 )向 V_a體積為0.05mol·L^-1CH₃COOH溶液中加入體積為V_b的0.05 mol·L^-1KOH溶液，下列關(guān)系錯(cuò)誤的是 (  )

       A．V_a>V_b時(shí)：c (CH₃COOH)+c(CH₃COO^－)>c(K⁺)

       B．V_a=V_b時(shí)：c (CH₃COOH)+c(H⁺)>c(OH^－)

       C．V_a﹤V_b時(shí)：c(CH₃COO^－)>c(K⁺)>c(OH^－)>c(H⁺)

       D．V_a與V_b任意比時(shí)：c(K⁺)+c(H⁺)=c(OH^－)+c(CH₃COO^－)

       11．①在25℃時(shí)，甲、乙兩瓶氨水的濃度分別為1mol·L^-1和0.1mol·L^-1，則甲、乙兩瓶氧水中[OH^－]之比    (填大于、等于或小于)10，說(shuō)明理由：   。

       ②在25℃時(shí)，若10個(gè)體積的某強(qiáng)酸溶液與1體積的某強(qiáng)堿溶液混和后溶液呈中性，則混和之前該強(qiáng)酸與強(qiáng)堿的pH值之間應(yīng)滿(mǎn)足的關(guān)系是          。

       ③(2015·江蘇卷節(jié)選)已知：K_sp[Al(OH)₃]=1×10^-33，K_sp[Fe(OH)₃]=

3×10^-39，pH=7.1時(shí)Mn(OH)₂開(kāi)始沉淀。室溫下，除去MnSO₄溶液中的Fe³⁺、Al³⁺(使其濃度小于1×10^-6mol·L^-1)，需調(diào)節(jié)溶液pH范圍為_(kāi)____。

        參考答案：例1 C   例2 D   例3 A   例4 D   例5 D

        1.C   2.B   3.AC    4.A   5.AB    6.A    7.D   8.C   9.B    10.C

        11.①在同一溫度下，對(duì)于同種弱電解質(zhì)，濃度越小，電離度越大。甲瓶氨水的濃度是乙瓶氨水濃度的10倍，故甲瓶氨水的電離度比乙瓶氨水的電離度小，所以，甲、乙兩瓶氨水中[OH^－]之比應(yīng)小于10。

        ②pH酸+pH堿=15     ③5.0≤pH<7.1