化学自习室移动版

【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a mol·L^－1CH₃COOH稀溶液和 b 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^＋)，a = b

B．若c(K^＋)﹥c(CH₃COO^－)，a﹥b

C．若c(OH^－)=c(H^＋)，a﹥b 

D．若c(K^＋)﹤c(CH₃COO^－)，a﹤b

【解析】当a＝b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 a＞b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a﹤b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，a mol·L^－1一元酸HA与 b mol·L^－1NaOH等体积混合后，pH为7，则下列关系一定正确的是(    )

A．a = b                B．a﹥b               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a = b；若HA为弱酸，则a﹥b。但不知是强酸还是弱酸，故无法确定a和b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(CO₃^2－)﹥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K_w，该温度下，将浓度为a 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，

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(Ba^2＋)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