室溫時,下列溶液等體積混合後,溶液pH是大于7、小于7、等于7、還是無法判斷?
①0.1 mol·L-1的鹽酸溶液和pH=13的氫氧化鋇溶液
②0.1 mol·L-1的硫酸溶液和pH=13的氫氧化鈉溶液
③pH=1的鹽酸溶液和0.1 mol·L-1的氨水溶液
④pH=1的硫酸和0.1 mol·L-1某一元堿溶液{溶液中[OH-]∶[H ]=1×108}
⑤pH=3的醋酸溶液和0.001 mol·L-1的氫氧化鈉溶液
⑥pH=3的鹽酸溶液和pH=11的氨水溶液
⑦pH=3的硫酸溶液和pH=11的氫氧化鈉溶液
⑧pH=3的某酸溶液和pH=11的氫氧化鈉溶液
⑨pH=3的鹽酸溶液和pH=11的某堿溶液
⑩pH=3的某酸溶液和pH=11的某堿溶液
解析:①pH=13的Ba(OH)2溶液中的[OH-]=0.1mol·L-1,與0.1mol·L-1的鹽酸恰好完全中和,pH=7。
②0.1mol·L-1的H2SO4溶液中的[H ]=0.2mol·L-1,與pH=13的氫氧化鈉溶液中和反應,H2SO4過量,pH﹤7。
③pH=1的鹽酸和0.1mol·L-1的氨水溶液恰好完全中和,生成NH4Cl強酸弱堿鹽水解呈酸性,pH﹤7。
④0.1mol·L-1某一元堿的[OH-]=1×108×[H ]=108×10-14(mol·L-1)2/[OH-] ,[OH-] =10-3 mol·L-1,故該一元堿是弱堿,一元弱堿溶液與硫酸恰好反應生成的強酸弱堿鹽水解呈酸性,pH﹤7。
⑤pH=3的醋酸濃度遠大于0.001mol·L-1,二者反應時醋酸過量,雖生成的鹽水解呈堿性,但CH3COOH的電離程度大于CH3COONa的水解程度,pH﹤7。
⑥pH=11的氨水濃度遠大于10-3mol·L-1,二者反應時氨水過量,雖生成的鹽水解呈酸性,但氨水的電離程度大于NH4Cl的水解程度,pH﹥7。
⑦pH=3的硫酸和pH=11的氫氧化鈉溶液恰好完全中和,pH=7。
⑧pH=3的某酸,可能是強酸,也可能是弱酸,若強酸與pH=11的氫氧化鈉溶液恰好完全中和,pH=7;若弱酸與pH=11的氫氧化鈉溶液中和時,弱酸過量, pH﹤7。故混合後溶液pH≤7。
⑨pH=11的某堿溶液,可能是強堿,也可能是弱堿,若強堿與pH=3的鹽酸溶液恰好完全中和,pH=7;若弱堿與pH=3的鹽酸溶液中和時,弱堿過量,pH﹥7。故混合後溶液pH≥7。
⑩某酸與某堿的強弱情況均未知,故混合後溶液的酸堿性無法判斷。
總結:①酸堿混合溶液pH的定性判斷主要決定于[H ]與[OH-]的相對大小。
②提供酸堿的量不同直接影響混合後溶液的pH。酸與堿混合時發生中和反應,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,由生成的鹽能否水解及水解情況而定。
③當已知強酸或強堿溶液的pH時,c(H )或c(OH-)與酸或堿的幾元性無關;當已知強酸或強堿溶液的物質的量濃度時,c(H )或c(OH-)則與酸或堿的幾元性有關。
④當已知弱酸或弱堿溶液的pH時,由于弱酸或弱堿電離不完全,存在電離平衡,其物質的量濃度遠大于c(H )或c(OH-),溶液的pH由過量的弱酸或弱堿決定。
例1.(上海)常溫下amol·L-1CH3COOH稀溶液和bmol·L-1KOH稀溶液等體積混合,下列判斷一定錯誤的是( )
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:當a=b時,二者恰好反應生成強堿弱酸鹽CH3COOK水解呈堿性,A項正确;當a>b時,反應後溶液中溶質為CH3COOK和CH3COOH,該溶液可能呈中性,則C項正确;若該溶液含CH3COOH很少,CH3COOH電離出的c(H )小于CH3COO-水解生成的c(OH-),溶液呈堿性,由電荷守恒知c(K )﹥c(CH3COO-),B項正确;當a﹤b時,溶液一定呈堿性,則一定有c(K )﹥c(CH3COO-),與c(K )﹤c(CH3COO-)矛盾,D項一定錯誤。
例2.(海南)25℃時,amol·L-1一元酸HA與bmol·L-1NaOH等體積混合後,pH為7,則下列關系一定正确的是( )
A.a=b
B.a﹥b
C.c (A-)= c(Na )
D.c (A-)﹤c(Na )
解析:酸堿中和後pH為7,溶液顯中性,若HA為強酸,則a=b;若HA為弱酸,則a﹥b。但不知是強酸還是弱酸,故無法确定a和b的關系,A、B項不一定正确。由電荷守恒與c(H )=c(OH-)知,c(Na )=c(A-),C項一定正确,D項錯誤。
例3.(四川)常溫下,下列溶液中的微粒濃度關系正确的是( )
A.新制氯水中加入固體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的氨水與pH=3的鹽酸等體積混合:c(Cl-)=c(NH4 )﹥c(OH-)=c(H )
D.0.2mol·L-1CH3COOH溶液與0.1mol·L-1NaOH溶液等體積混合:2c(H )-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH)
例4.(全國)已知溫度T時水的離子積常數為Kw,該溫度下,将濃度為amol·L-1的一元酸HA與bmol·L-1的一元堿BOH等體積混合,可判斷溶液呈中性的依據是( )
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-)
例5.(廣東)對于常溫下pH為2的鹽酸,叙述正确的是( )
A.c(H )=c(Cl-) c(OH-)
B.與等體積pH=12的氨水混合後所得溶液顯酸性
C.由H2O電離出的c(H )=1.0×10-12mol·L-1
D.與等體積0.01mol·L-1乙酸鈉溶液混合後所得溶液中:c(Cl-)=c(CH3COO-)
例6.(浙江)下列說法正确的是( )
A.常溫下,将pH=3的醋酸溶液稀釋到原體積的10倍後,溶液的pH=4
B.為确定某酸H2A是強酸還是弱酸,可測NaHA溶液的pH。若pH﹥7,則H2A是弱酸;若pH﹤7,則H2A是強酸
C.用0.2000mol·L-1NaOH标準溶液滴定HCl與CH3COOH的混合溶液(混合液中兩種酸的濃度均約為0.1mol·L-1),至中性時,溶液中的酸未被完全中和
D.相同溫度下,将足量氯化銀固體分别放入相同體積的①蒸餾水、②0.1 mol·L-1鹽酸、③0.1mol·L-1氯化鎂溶液、④0.1mol·L-1硝酸銀溶液中,Ag 濃度:①﹥④=②﹥③
例7.(天津)下列電解質溶液的有關叙述正确的是 ( )
A.同濃度、同體積的強酸與強堿溶液混合後,溶液的pH=7
B.在含有BaSO4沉澱的溶液中加入Na2SO4固體,c(Ba2 )增大
C.含lmolKOH的溶液與lmolCO2完全反應後,溶液中c(K )=c(HCO3-)
D.在CH3COONa溶液中加入适量CH3COOH,可使c(Na )=c(CH3COO-)
【參考答案】 3. D 4. C 5. C 6. C 7. D
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