谈谈pH的计算与溶液酸碱性的判断

lina

一、pH的使用及计算中的几个误区

（1）pH＝7的溶液不一定呈中性。只有在常温下pH＝7的溶液才呈中性，当在100℃时，水的离子积常数为1×1012，此时pH＝6的溶液为中性溶液，pH＞6时为碱性溶液，pH＜6时为酸性溶液。

（2）使用pH试纸时，若先用蒸馏水润湿，则测量结果不一定偏小。因为相当于将待测液稀释了，若待测液为碱性溶液，则所测结果偏小；若待测液为酸性溶液，则所测结果偏大；若待测液为中性溶液，则所测结果没有误差。

（3）水的离子积常数表达式KW＝c(H+)·c(OH－)中H+和OH－不一定是水电离出来的。c(H+)和c(OH－)均指溶液中的总浓度。任何水溶液中都存在这一关系，因此在酸溶液中酸本身电离出的H+会抑制水的电离，而在碱溶液中，碱本身电离出的OH－也会抑制水的电离。而在含有弱酸根离子或弱碱阳离子的溶液中水的电离会受到促进，因为弱酸根离子或弱碱阳离子分别易和水电离出来的H+和OH－生成弱酸或弱碱。

二、pH的计算

（1）强酸与强碱溶液要注意酸或碱的元数

如物质的量浓度为c mol/L的HnA溶液，c(H+)＝nc mol/L，pH＝－lg{c(H+)}＝－lg(nc)。

（2）强酸与强碱混合要先判断过量情况

若碱过量，一定要将c(OH－)通过KW＝1×10－14换算成c(H+)，还要看看是不是在通常状况下。

（3）溶液稀释后pH的计算：

①对于强酸（或强碱）溶液，每稀释10倍，pH增大（或减小）一个单位，但无论稀释多少倍，pH都不可能等于7，只能接近7。

②对于pH相同的强酸和弱酸（或强碱和弱碱）溶液稀释相同的倍数，强酸（或强碱）溶液的pH变化幅度大。

（4）两强酸或两强碱等体积混合后pH的计算：

①两强酸溶液等体积混合后pH等于混合前溶液pH小的加0.3。如pH＝3和pH＝5的两种盐酸等体积混合后，pH＝3.3。

②两强碱溶液等体积混合后pH等于混合前溶液pH大的减0.3。如pH＝9和pH＝11的两种烧碱溶液等体积混合后，pH＝10.7。

注意：不论是溶液的稀释还是混合，在计算pH之前一定要首先判断溶液的酸碱性，若为酸性先求c(H+)再求pH，若为减性溶液先求溶液中的c(OH－)，然后再通过KW＝1×10－14换算成c(H+)，最后求pH。

三、酸碱等体积混合后溶液酸碱性的判断

（1）强酸与强碱混合看pH之和，若等于14，混合后pH＝7；若大于14，混合后pH＞7；若小于14，混合后pH＜7。

（2）若pH之和等于14，混合后看酸碱的强弱，强酸与强碱混合后pH＝7；强酸和弱碱混合后pH＞7；弱酸和强碱混合后pH＜7。

四、例题分析

【例题1】某温度下，相同pH值的盐酸和醋酸溶液分别加水稀释，pH值随溶液体积变化的曲线如右图所示。据图判断正确的是高考资源网              

A. Ⅱ为盐酸稀释时pH值变化曲线高考资源网

B. b点溶液的导电性比c点溶液的导电性强高考资源网

C. a点Kw的数值比c点Kw的数值大

D. b点酸的总浓度大于a点酸的总浓度高考资源网

解析：醋酸在稀释时会继续电离，则在稀释相同体积的过程中醋酸中的c(H+)大、pH小，A项错误；随着稀释体积的增大，醋酸电离程度虽增大，但离子浓度在减小，B项正确；温度一定，任何稀的水溶液中的Kw都是一定值，C项错误；由于醋酸是弱酸，要使盐酸和醋酸溶液pH值相同，醋酸的浓度比盐酸大得多，D项错误。

答案：B

【例题2】在常温下，把pH＝10的NaOH溶液加水稀释至体积为原来的104倍，稀释后溶液的pH是

A．14                     B．7                       C．6                      D．都有可能

解析：因为pH＝10的NaOH溶液中，c(H+)＝10－10，根据水的离子积常数得c(OH－)＝ ＝10－4，加水稀释后，由NaOH电离出来的c(OH－)＝ ＝ 10－8，设溶液中由水电离出来的c(H+)＝c(OH－)＝x，根据水的离子积常数得： x (10－8 + x) ＝ 10－14，解得：x ≈ 9.5×10－8，即c(H+) ≈ 9.5×10－8，所以pH＝－lg(9.5×10－8)≈7.

答案：B

【例题3】在常温下，将体积相同，浓度都是0.1 mol/L的NaOH溶液、氨水，分别加水稀释m倍、n倍，溶液的pH都变成9，那么m与n的关系为

A．4m＝n               B．m＝n                 C．m＜n                D．m＞n

解析：若稀释相同倍数，稀释后NaOH溶液和氨水的物质的量浓度相等，NaOH溶液的pH大，要使pH相同，即都变成9，则NaOH溶液稀释的倍数就应大一些，故选项D正确。

答案：D

点拨：①对于pH＝a的强酸溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就增大n个单位，即pH＝a + n；对于pH＝a的弱酸溶液来说，体积每增大10n倍，pH增大不足n个单位，即pH＜a + n；无论怎样稀释，酸溶液的pH不能等于或大于7，只能趋近于7。这是因为当pH接近6的时候，再加水稀释，由水提供的H+ 离子就不能再忽略。

②对于pH＝b的强碱溶液稀释时，体积每增大10n倍，pH就减小n个单位，即pH＝b－n；对于pH＝b的弱碱溶液来说，体积每增大10n倍，pH减小不足n个单位，即pH＞b－n；无论怎样稀释，碱溶液的pH不能等于或小于7，只能趋近于7。这是因为当pH接近8的时候，再加水稀释，由水提供的OH－离子就不能再忽略。

五、练习

【练习1】对于常温下pH＝1的硝酸溶液，下列叙述正确的是

A.该溶液1 mL稀释至100 mL后，pH等于3

B.向该溶液中加入等体积、pH为13的氢氧化钡溶液恰好完全中和

C.该溶液中硝酸电离出的c(H+)与水电离出的c(H+)之比为10－12

D.该溶液中水电离出的c(H+)是pH为3的硝酸中水电离出的c(H+)的100倍

解析：硝酸为强电解质，完全电离，故稀释100倍后c(H+)的浓度为原溶液的1/100，pH由1变为3，A选项正确；硝酸中的c(H+)＝0.1mol/L，pH为13的氢氧化钡溶液，c(OH－)＝0.1mol/L，当二者等体混合时n(H+)＝n(OH－)即二者恰好完全中和，B选项正确；硝酸电离的c(H+)＝0.1mol/L，则水电离的c(H+)＝10－13mol/L，二者之比为1012，C选项错误；pH为3的硝酸中水电离的c(H+)＝10－11mol/L，故D选项中二者之比为10－13: 10－11＝10－2，D选项错误。

答案：A、B

点拨：酸碱溶液加水稀释，溶液的pH肯定发生变化，因为稀释后c(H+)、c(OH－)浓度发生变化，一般规律是酸稀释后pH变大，碱稀释后pH变小。但有一个限度，酸溶液再稀释，也不可能变成碱溶液，碱溶液再稀释，也不可能变成酸溶液，即以pH＝7为限，不可逾越这个界限。例如c(H+)＝10－5的盐酸1 mL，加水稀释至1000 mL，pH接近7。

对于pH相同的盐酸（强酸）、醋酸（弱酸）两种溶液，当稀释相同倍数时，由于盐酸中无电离平衡，醋酸中存在电离平衡，同样稀释，其c(H+)变化不一致，因而pH得改变也不一样，即盐酸变化快而醋酸变化比较迟缓。可用右图来说明：

从图中可以看出：

（1）强酸比弱酸的pH改变快；

（2）当稀释同样倍数时，盐酸比例变化大于醋酸；

（3）当稀释至pH相同时，弱酸稀释的倍数大