韓　甫

一、基本知識和基本規(guī)律

1．pH值的適用范圍是溶液的[H+]小于或等于1mol/L。[H+]是電解質已電離出的H+離子的物質的量濃度。

2． pH＝－lg[H+]，pOH＝－lg[OH-]，pH＋pOH＝14

3．單一溶液的PH計算：

（1）強酸溶液，如HnA,設濃度為c mol/L.c(H+)=nc mol/L,pH＝－lg[H+]=-lgnc.

(2) 強堿溶液，如B(OH)n, 設濃度為c mol/L. c(H+)=10-14/nc, pH＝－lg[H+]=14-lgnc.

4．酸、堿混合PH計算.

類別 條件 近似計算

強酸與強酸 pH值相差2或2以上,pHA＜pHB(等

體積混合) pHA＋0.3

強酸與強酸(一元) 不等體積混合 [H＋]混＝(C1V1＋C2V2)/V1＋V2

強堿與強堿 pH值相差2或2以上，pHA＜pHB(等

體積混合) pHB－0.3

強堿與強堿 不等體積混合 [OH－]混＝(C1V1＋C2V2)/V1＋V2

強酸與強堿 pH酸＋pH堿＝14(等體積混合) pH＝7

pH酸＋pH堿＞14(等體積混合) pH堿－0.3

pH酸＋pH堿＜14(等體積混合) pH酸＋0.3

5．不同體積不同pH值溶液混合，若二者為強酸，則求出混合溶液的[H＋]，求pH值；若二者為強堿，則必須求出混合后溶液的[OH－]值再化為pH值。若一強酸與一強堿,則求出H＋離子或OH－離子后,求得[H＋]化為pH值或求[OH－]再化為pH值。

二、范例解析

1、溶液稀釋后，溶液pH值的計算。

(1)10mLpH＝4的鹽酸，稀釋10倍到100mL時，pH＝？

(2)pH＝6的稀鹽酸稀釋至1000倍，pH＝？

[分析](1)p＝4，即[H＋]＝1×10－4mol/L，稀釋10倍，即[H＋]＝1×10－5mol/L，所以pH＝5。

小結：強酸每稀釋10倍，pH值增大1，強堿每稀釋10倍，pH值減小1。

(2)當強酸、強堿溶液的H＋離子濃度接近水電離出的H＋離濃度(1×10－7mol/L)時，水的H＋離子濃度就不能忽略不計。所以pH＝6的稀鹽酸，稀釋1000倍時：[H＋]＝(1×10－6＋999×10－7)/1000＝1.009×10－7pH＝6.99

由此可知溶液接近中性而不會是pH＝9。

2、求強酸間混合或強堿間混合溶后液的pH值。

(1)pH＝12，pH＝10的強酸溶液按等體積混合后溶液的pH值。

(2)pH＝5和pH＝3的強酸溶液接等體積混合后溶液的pH值。

[分析](1)堿溶液的混合，溶液以OH－為主，所以應選確定[OH－][OH－]＝(1×10－2＋1×10－4)/2＝5.05×10－3(mol/L)得：pOH＝2.3，pH＝14－2.3＝11.7也可根據水的離子積常數，在先確定出溶液中[OH－]為5.05×10－3mol/L后，再求[H＋]pH值。

[H＋]＝kw/[OH－]＝(1×10－14)/(5.05×10－3)＝1.98×10－12(mol/L)

∴ PH＝11.7

(2)強酸溶液的混合，溶液中[H＋]是主要的。

[H＋]＝(1×10－5＋1×10－3)/2＝5.05×10－4(mol/L)

∴ pH＝3.3

3、求強酸強堿間的不完全中和的pH值。

(1)0.1mol/L鹽酸和0.06mol/LBa(OH)2溶液按等體積混合溶液的pH值等于多少？

(2)用pH＝4和pH＝11的強酸和弱堿混合，使pH＝10，求兩溶液的體積比？

[分析](1)根據鹽酸和Ba(OH)2間反應的物質的量之比可知：0.1molHCl可和0.05 molBa(OH)2完全中和。所以剩余0.01molBa(OH)2，即余下0.02molOH－。

此時溶液中[OH－]＝0.02/2＝0.01(mol/L)，pOH＝2，pH＝12。

或[H＋]＝Kw/[OH－]＝1×10－14/0.01＝1×10－2(mol/L)

∴ pH＝12

(2)pH＝4，[H＋]＝1×10－4mol/L，設其體積為V1。pH＝11，[OH－]＝1×10－3mol/L，設其體積為V2。混合后pH＝10，[OH－]＝1×10－4mol/L，可以預見堿多酸少符合題意，故可得下式：

(V2×10－3－V1×10－4)/(V1＋V2)＝10－4

V2×10－3－V1×10－4＝V1×10－4＋V2×10－4

V1(2×10－4)＝V2(10－3－10－4)

V1(2×10－4)＝V2(9×10－4)

得：2V1＝9V2 即V1/V2＝9/2

4、健康人血液的pH值為7.35～7.45,患某種疾病的人血液的pH值可暫降到5.9,問 此時血液中氫離子濃度為正常狀態(tài)的多少倍？

[分析]：∵[H＋]＝10－pH∴[H＋]＝10－7.35至[H＋]＝10－7.45

病人的pH值為5.9，則[H＋]＝10－5.9

求倍數關系：10－5.9÷10－7.35＝101.45＝28.2

10－5.9÷10－7.45＝101.55＝35.5

[答案]病人血液中氫離子濃度為正常狀態(tài)下的28.2～35.5倍。

5、在25℃時，若10體積的某強酸溶液與1體積的某強堿溶液混合呈中性，則混合之前，該強酸的pH值與強堿的pH值之間應滿足的關系是______________

[分析]已知10[H＋]酸＝[OH－]堿①

因為在同一種溶液中[H＋]與[OH－]的乘積等于水的離子積，25℃時，kw＝1×10－14，因此可將①式變換為：10[H＋]酸＝1×10－14/[H＋]堿[H＋]酸[H＋]堿＝1×10－14/10＝1×10－15(mol/L)

兩邊取負對數，得：pH酸＋pH堿＝15

答案：pH酸＋pH堿＝15

6、在室溫下，pH＝a的氨水與pH＝b的鹽酸等體積混合，恰好完全反應,則該氨水的電離度可表示為()

A．10(a＋b－12)％B．10(a＋b－14)％

C．10(12－a－b)％D．10(14－a－b)％

[分析]本題通過求氨水的電離度來考查弱電解質的電離，溶液的pH值以及強酸中和弱堿的知識。

氨水的pH＝a,根據pH＋pOH＝14,則此氨水的pOH＝14－a,[OH－]＝10－(14－a)＝10a－14mol/L

OH－的物質的量為10a－14Vmol，已知該氨水與pH＝b的鹽酸等體積完全反應。

pH＝b，[H＋]＝10－bmol/L

根據反應：NH3?H2O＋HCl＝NH4Cl＋H2O

氨水和鹽酸反應的物質的量相等。所以氨水的物質的量為10－bVmol。

該氨水的電離度為：

α＝(已電離氨水的物質的量/氨水的總物質的量)×100％＝(10a－14V/10－bV)×100％＝10a＋b－14×100％＝10a＋b－12％[答案]A

7、下列敘述中，正確的是：

A．中和10mL0.1mol/LCH3COOH與中和100mL0.01mol/LCH3COOH所需同種堿液的量不同 B．等體積pH＝3的酸溶液和pH＝11的堿溶液混合后，溶液的pH為7

C．體積相等，pH相等的鹽酸和H2SO4中H＋的物質的量相等

D．pH＝3的HCOOH溶液中的[H＋]與pH＝11的氨水溶液的[OH－]相等

E．Zn跟pH＝4的鹽酸溶液反應比跟pH＝3的CH3COOH溶液反應劇烈

[分析]選項A，第一種n(CH3COOH)＝0.01×0.1＝0.001(mol)，第二種n(CH3COOH)＝0.1×0.01＝0.001(mol)。因此用同種堿液來中和時所用堿液的量必然相同。因此A不正確。

選項B，題中所給的酸和堿未指明強、強。溶液的pH值不一定為7。

酸(pH＝3)堿(pH＝11)混合后溶液的pH值

強酸強堿＝7

強酸弱堿＞7

弱酸強堿＜7

因此pH＝7只是一種個別情況，該敘述不正確。

選項C，pH相等的兩種強酸，所含[H＋]濃度相等。又因體積相等，所以H＋的物質的量相等，所以C正確。

選項D，pH＝3的HCOOH，[H＋]＝1×10－3mol/L，pH＝11的NH3?H2O，[OH－]＝1×10－3mol/L，所以D正確。

選項E，金屬Zn與兩種酸反應的實質是與酸中的H＋反應，所以在其它條件相同的情況下,反應速率大小決定于溶液中[H＋]大小。由于pH＝3的CH3COOH溶液中[H＋]大于PH＝4的鹽酸溶液中的[H＋]。所以Zn與醋酸反應比較劇烈。所以E不正確。

收稿日期：2009-03-10