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酸、碱溶液等体积混合后溶液pH的定性分析

来源:未知作者:化学自习室 点击:所属专题: 酸碱中和
【问题】 室温时,下列溶液等体积混合后,溶液pH是大于7、小于7、等于7、还是无法判断? ①0.1 mol·L -1 的盐酸溶液和pH=13的氢氧化钡溶液 ②0.1 mol·L -1 的硫酸溶液和pH=13的氢氧化钠溶液 ③pH=1的盐酸溶液和0.1 mol·L -1 的氨水溶液 ④pH=1的硫酸和0.1 mol·L

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【问题】

室温时,下列溶液等体积混合后,溶液pH是大于7、小于7、等于7、还是无法判断?

①0.1 mol·L-1的盐酸溶液和pH=13的氢氧化钡溶液

②0.1 mol·L-1的硫酸溶液和pH=13的氢氧化钠溶液

③pH=1的盐酸溶液和0.1 mol·L-1的氨水溶液

④pH=1的硫酸和0.1 mol·L-1某一元碱溶液{溶液中[OH]∶[H]=1×108}

⑤pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的氢氧化钠溶液

⑥pH=3的盐酸溶液和pH=11的氨水溶液

⑦pH=3的硫酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液

⑧pH=3的某酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液

⑨pH=3的盐酸溶液和pH=11的某碱溶液

⑩pH=3的某酸溶液和pH=11的某碱溶液

【解析】

①pH=13的Ba(OH)2溶液中的[OH]=0.1mol·L-1,与0.1mol·L-1的盐酸恰好完全中和,pH=7。

②0.1mol·L-1的H2SO4溶液中的[H]=0.2mol·L-1,与pH=13的氢氧化钠溶液中和反应,H2SO4过量,pH﹤7。

③pH=1的盐酸和0.1mol·L-1的氨水溶液恰好完全中和,生成NH4Cl强酸弱碱盐水解呈酸性,pH﹤7。

④0.1mol·L-1某一元碱的[OH]=1×108×[H]=108×10-14(mol·L-1)2/[OH] ,[OH] =10-3mol·L-1,故该一元碱是弱碱,一元弱碱溶液与硫酸恰好反应生成的强酸弱碱盐水解呈酸性,pH﹤7。

⑤pH=3的醋酸浓度远大于0.001mol·L-1,二者反应时醋酸过量,虽生成的盐水解呈碱性,但CH3COOH的电离程度大于CH3COONa的水解程度,pH﹤7。

⑥pH=11的氨水浓度远大于10-3mol·L-1,二者反应时氨水过量,虽生成的盐水解呈酸性,但氨水的电离程度大于NH4Cl的水解程度,pH﹥7。

⑦pH=3的硫酸和pH=11的氢氧化钠溶液恰好完全中和,pH=7。

⑧pH=3的某酸,可能是强酸,也可能是弱酸,若强酸与pH=11的氢氧化钠溶液恰好完全中和,pH=7;若弱酸与pH=11的氢氧化钠溶液中和时,弱酸过量, pH﹤7。故混合后溶液pH≤7。

⑨pH=11的某碱溶液,可能是强碱,也可能是弱碱,若强碱与pH=3的盐酸溶液恰好完全中和,pH=7;若弱碱与pH=3的盐酸溶液中和时,弱碱过量,pH﹥7。故混合后溶液pH≥7。

⑩某酸与某碱的强弱情况均未知,故混合后溶液的酸碱性无法判断。

【感悟】

①酸碱混合溶液pH的定性判断主要决定于[H]与[OH]的相对大小。

②提供酸碱的量不同直接影响混合后溶液的pH。酸与碱混合时发生中和反应,不一定恰好完全中和。即使恰好完全中和,溶液也不一定呈中性,由生成的盐能否水解及水解情况而定。

③当已知强酸或强碱溶液的pH时,c(H)或c(OH)与酸或碱的几元性无关;当已知强酸或强碱溶液的物质的量浓度时,c(H)或c(OH)则与酸或碱的几元性有关。

④当已知弱酸或弱碱溶液的pH时,由于弱酸或弱碱电离不完全,存在电离平衡,其物质的量浓度远大于c(H)或c(OH),溶液的pH由过量的弱酸或弱碱决定。

【巩固】

例1.(上海)常温下mol·L-1CH3COOH稀溶液和 mol·L-1KOH稀溶液等体积混合,下列判断一定错误的是()

A.若c(OH)﹥c(H),b

B.若c(K)﹥c(CH3COO),ab

C.若c(OH)=c(H),ab 

D.若c(K)﹤c(CH3COO),ab

【解析】当ab时,二者恰好反应生成强碱弱酸盐CH3COOK水解呈碱性,A项正确;当 ab时,反应后溶液中溶质为CH3COOK和CH3COOH,该溶液可能呈中性,则C项正确;若该溶液含CH3COOH很少,CH3COOH电离出的c(H)小于CH3COO水解生成的c(OH),溶液呈碱性,由电荷守恒知c(K)﹥c(CH3COO),B项正确;当ab时,溶液一定呈碱性,则一定有c(K)﹥c(CH3COO),与c(K)﹤c(CH3COO)矛盾,D项一定错误。

例2.(海南)25℃时,mol·L-1一元酸HA与 mol·L-1NaOH等体积混合后,pH为7,则下列关系一定正确的是(    )

A.b                B.ab               C.c (A) = c(Na)               D.c (A)﹤c(Na)

【解析】酸碱中和后pH为7,溶液显中性,若HA为强酸,则b;若HA为弱酸,则ab。但不知是强酸还是弱酸,故无法确定ab的关系,A、B项不一定正确。由电荷守恒与c(H)=c(OH)知,c(Na)=c(A),C项一定正确,D项错误。

【体验】

练1.(四川)常温下,下列溶液中的微粒浓度关系正确的是(        )

A.新制氯水中加入固体NaOH:c(Na)=c(Cl)+c(ClO)+c(OH)

B.pH=8.3的NaHCO3溶液:c(Na)﹥c(HCO3)﹥c(CO32)﹥c(H2CO3)

C.pH=11的氨水与pH=3的盐酸等体积混合:c(Cl)=c(NH4)﹥c(OH)=c(H)

D.0.2mol·L-1CH3COOH溶液与0.1mol·L-1NaOH溶液等体积混合:2c(H)-2c(OH)=c(CH3COO)-c(CH3COOH)

【提示】D项的恒等式可由电荷守恒与物料守恒推出。

练2.(全国)已知温度T时水的离子积常数为Kw,该温度下,将浓度为mol·L-1的一元酸HA与bmol·L-1的一元碱BOH等体积混合,可判断溶液呈中性的依据是(            )

A.a = b

B.混合溶液的pH=7

C.混合溶液中,酸、碱溶液等体积混合后溶液pH的定性分析

D.混合溶液中,c(H)+c(B) =c(OH)+c(A)

【提示】因温度T不一定指常温25℃,故pH =7的溶液不一定成中性。

练3.(广东)对于常温下pH为2的盐酸,叙述正确的是(            )

A.c(H)=c(Cl)+c(OH)

B.与等体积pH=12的氨水混合后所得溶液显酸性

C.由H2O电离出的c(H)=1.0×10-12mol·L-1

D.与等体积0.01mol·L-1乙酸钠溶液混合后所得溶液中:c(Cl)=c(CH3COO)

练4.(浙江)下列说法正确的是(            )

A.常温下,将pH=3的醋酸溶液稀释到原体积的10倍后,溶液的pH=4

B.为确定某酸H2A是强酸还是弱酸,可测NaHA溶液的pH。若pH﹥7,则H2A是弱酸;若pH﹤7,则H2A是强酸

C.用0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定HCl与CH3COOH的混合溶液(混合液中两种酸的浓度均约为0.1mol·L-1),至中性时,溶液中的酸未被完全中和

D.相同温度下,将足量氯化银固体分别放入相同体积的①蒸馏水、②0.1 mol·L-1盐酸、③0.1mol·L-1氯化镁溶液、④0.1mol·L-1硝酸银溶液中,Ag浓度:①﹥④=②﹥③

练5.(天津)下列电解质溶液的有关叙述正确的是 (               )

A.同浓度、同体积的强酸与强碱溶液混合后,溶液的pH=7

B.在含有BaSO4沉淀的溶液中加入Na2SO4固体,c(Ba2+)增大

C.含1 molKOH的溶液与1 molCO2完全反应后,溶液中c(K)=c(HCO3)

D.在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na)=c(CH3COO)

【参考答案】    1. D           2. C           3. C               4. C           5. D

(责任编辑:化学自习室)
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