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为什么碱溶液混合求pH必须要先求C(OH-)?

我们知道任何水溶液中H 、OH 都是共存的,而c(H)c(OH)=Kw, 在常温Kw=1×10-14在酸溶液c(H)>c( OH),例如:在pH=5的盐酸溶液c(H)=10-5mol/L,c( OH)=10-9mol/L,显然前者浓度的远远大于后者的浓度。问题的关键还在于溶液中的氢离子主要来自HCl的电离,其物质的量主要由HCl的物质的量决定,是基本不变的。而氢氧根离子来自水的电离,其物质的量要随酸浓度的变化而变化。

同理在碱溶液c( OH)>c(H).例如在25℃时pH=12的NaOH溶液中c( OH)=10-2mol/L,c(H ) =10-12mol/L,显然前者远远大于后者。溶液中的 OH主要来自NaOH的电离,其物质的量由NaOH的物质的量决定,还是基本不变的;而氢离子来自水的电离,其物质的量要随NaOH浓度的变化而变化。

用哲学的观点来说:那就是氢离子是酸溶液中的矛盾的主要方面。而氢氧根离子就是碱溶液中矛盾的主要方面。用科学方法论的观点来看:解决问题要抓主要矛盾或矛盾的主要方面,否则我们就会舍本逐末,得出错误的结论。所以计算酸液混合时的pH时,就必须用氢离子的浓度来算;而算碱液混合时的pH时就必须用氧根离子的浓度来算。

例题(高考题)25℃时将pH=8的NaOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液中氢离子的浓度最接近于(  )mol/L

A(10-8+10-12)/2      B (10-8+10-12)      C. 2×10-8          D 2×10-12

分析:在pH=8的NaOH溶液中c(OH)=10-6mol/L,c(H)=10-8mol/L,氢氧根离子来自氢氧化钠的电离,其物质的量是不变的,在pH=12的NaOH溶液中c(OH)=10-2mol/L,c(H)=10-12mol/L,氢氧根离子来自氢氧化钠的电离,其物质的量是不变的。根据科学的方法论:解决问题要抓主要矛盾或矛盾的主要方面,所以两溶液混合时,c(OH)=(10-2+10-6)/2,两者悬殊104倍,将10-6舍去。结c(OH)=5×10-3mol/L,再由于在常温时Kw=1×10-14,得出c(H)=2×10-12mol/L。所以选D,有一点要说明的是:关于pH的计算,在高中绝大多数都是近似计算。

练习:

(1)25℃时将pH=9的Ba(OH)2溶液与pH=12的KOH溶液以4∶1的体积比混合,求混合液中c(H)=(       )mol/L

(2) 25℃时将pH=13的强碱溶液与pH=2的强酸溶液按一定的体积比混合。所得溶液的pH=11.则强酸溶液和强碱溶液的体积之比是(    )

(责任编辑:化学自习室)
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