【同步讲义】高中化学（沪科版2020）选修第一册--3.1.2 pH的计算与测量 讲义

3.1.2  pH的计算与测量

知识点01  pH的概念

1．pH是[H+]的负对数，其表达式是pH＝－lg [H+]。

2．[H+] =10-pH。

3．pH没有单位。

【即学即练1】下列说法一定正确的是

A．pH>7，溶液呈碱性

B．pH<7，溶液呈酸性

C．pH＝6，溶液中c(OH－)＝1×10－8 mol·L－1

D．pH＝6，溶液中c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1

知识点02  pH的测量

1．酸碱指示剂

不同的指示剂在不同的pH范围内变色：

2．pH试纸

（1）广范pH试纸可以测定1～14 范围内溶液的pH，可判别的差值约为1个pH单位。

（2）精密pH试纸可测定的 pH 范围较窄， 可以判别的差值约为0.2或0.3个pH单位。

（3）pH试纸的使用方法：将pH试纸放在表面皿(或玻璃片)上，用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH试纸的中部，待颜色变化稳定后对照标准比色卡可以得到溶液pH。

（4）使用pH试纸测溶液pH时不能用蒸馏水润湿。如果润湿了，则pH的误差趋向于7。

3．pH计

pH计也称酸度计，能更准确地测量溶液的 pH，可精确到0.01个pH单位。

【即学即练2】下列可用于测定某电解质溶液pH且精确度最高的是

A．pH计      B．广范pH试纸      C．精密pH试纸      D．酚酞试液

常见考法一  pH的概念

【例1】（1）室温下，测得某溶液pH=10，则该溶液中[H＋]=           ，[OH-]=           。

（2）甲、乙两溶液的pH分别为2和4，那么甲溶液中［H+］与乙溶液中［H+］的比值为（　　）。

A．100      B．2       C．1/2       D．1/100

（3）pOH也可以用来表示溶液的酸碱度，其规定如下：pOH = -lg [OH-]。则1.0×10-3 mol·L-1 NaOH溶液的 pOH=        。

（4）室温下，酸、碱、盐的稀溶液中pH+pOH=      。

必杀技

记住三个公式：①pH＝－lg [H+]；②[H+] =10-pH；③Kw＝[H＋] ·[OH－]。

【同步练习1-1】室温下，测得如下数据，请完成表格中的空白。

【同步练习1-2】在常温下，某种酱油的pH=5，其中的[OH-]为

A．0.1 mol·L-1      B．1.0×10-5 mol·L-1      C．1.0×10-7 mol·L-1      D．1.0×10-9 mol·L-1

常见考法二  pH试纸的使用

【例2】关于pH的测定，下列说法正确的是

A．pH试纸在使用之前应用蒸馏水润湿

B．不存在pH=0的溶液

C．用广泛pH试纸测得某盐酸的PH=2.3

D．pH计是精确测定溶液PH的仪器

必杀技

pH试纸是用多种酸碱指示剂的混合溶液将试纸浸透、晾干制成的，既要考虑试纸的正确使用方法，还要考虑待测液的性质。如：新制氯水、浓硝酸、过氧化氢等溶液会把试纸漂白，浓硫酸会把试纸炭化，有色物质会把试纸染色。

【同步练习2-1】用pH试纸测定溶液pH的正确操作是

A. 将一小块试纸放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央，再与标准比色卡对照

B. 将一小块试纸用蒸馏水润湿后放在表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液点在试纸中央，再与标准比色卡对照

C. 将一小条试纸在待测液中蘸一下，取出后放在表面皿上，与标准比色卡对照

D. 将一小条试纸用蒸馏水润湿后，在待测液中蘸一下，取出后与标准比色卡对照

【同步练习2-2】下列关于用pH试纸测定溶液酸碱性的说法正确的是

A．使用pH试纸测定溶液的pH时一定要润湿

B．使用pH试纸测定某NaOH溶液pH为8.2

C．使用pH试纸测定氯水的pH为5

D．使用pH试纸测定溶液的酸碱性不如酸度计准确

常见考法三  单一溶液的pH计算

【例3】下列说法中正确的是

A．在100℃时，pH约为6的纯水呈酸性

B．将1mL1×10-6mol/L盐酸稀释1000mL，所得溶液的pH为9

C．在常温下，当水电离出的c(H+)为1×10-13mol/L时，此溶液的pH可能为1或13

D．将pH=2的盐酸稀释至100 mL后，pH=4

必杀技

1．强酸：先算出[H＋]，再根据pH＝－lg[H＋]求得pH。

2．强碱：先算出[OH－]，再根据[H＋] ·[OH－]＝1×10－14求出[H＋]，最后得出pH。

3．酸、碱溶液加水冲稀，pH趋向7。

【同步练习3-1】（1）某种饮品pH＝4，其中[OH－]＝          。

（2）0.05 mol·L-1H2SO4溶液的pH=           。

（3）pH＝13的氢氧化钡溶液，c[Ba(OH)2]=            。

【同步练习3-2】在下列溶液中，[H＋]由小到大的排列顺序是                 ；pH由小到大的排列顺序是                 。

a. 0.1 mol·L-1盐酸          b. 0.1 mol·L-1H2SO4溶液 

c. 0.1 mol·L-1NaOH溶液     d. 0.1 mol·L-1醋酸溶液

常见考法四  混合溶液pH的计算

【例4】在温度T℃时，水的离子积常数Kw=1×10-13，若将此温度下pH=1的稀硫酸b L与pH=11的NaOH溶液c L混合（不考虑溶液混合时温度和体积的变化），若b﹕c=9﹕101，则混合后溶液的pH为

A．3        B．4        C．9        D．10

必杀技

1．两种强酸混合：直接求出c(H＋)混，再据此求pH。c(H＋)混＝。

2．两种强碱混合：先求出c(OH－)混，c(OH－)混＝，再据Kw求出c(H＋)混，最后求pH。

3．强酸、强碱混合：先判断哪种物质过量，再由下式求出溶液中H＋或OH－的浓度，最后求pH。

c(H＋)混或c(OH－)混＝

【同步练习4-1】在t℃(Kw=1×10-13)时，将pH=13的强碱与pH=2的强酸溶液混合，所得混合液的pH=11，则强碱与强酸的体积比为

A．2﹕99        B．99﹕2        C．1﹕9        D．9﹕1

【同步练习4-2】有一种pH为12的NaOH溶液100 mL，要使它的pH降到11，

（1）如果加入蒸馏水，应加         mL；（溶液总体积允许相加。下同）

（2）如果加入pH=10的NaOH溶液，应加          mL；

（3）如果加入0.01 mol·L-1的盐酸，应加          mL。

题组A  基础过关练

1．常温时，下列有关测定溶液的pH的叙述正确的是

A．若滴入甲基橙溶液，显黄色，该溶液一定呈碱性

B．若滴入酚酞溶液，显无色，该溶液一定呈酸性

C．广泛pH试纸可测定任何浓度的酸溶液的pH

D．pH计可精确测量溶液的pH

2．下列溶液的pH一定等于2的是

A．0.01 mol·L－1硫酸500 mL

B．0.01 mol·L－1盐酸500 mL

C．0.01 mol·L－1KOH溶液1 L

D．pH＝3的溶液加水稀释

3．常温下，某地土壤的pH​约为8，则土壤中的[OH-]​最接近于多少mol·L－1​

A．1×10－5 mol·L-1        ​B．1×10－6 mol·L-1​

C．1×10－8 mol·L-1​        D．1×10－9 mol·L-1​

4．常温下，pH＝3的盐酸与pH＝5的盐酸中，H＋的物质的量浓度之比为

A．3∶5      B．1∶100      C．100∶1      D．5∶3

5．将pH＝2和pH＝5的稀盐酸等体积混合，混合后溶液的pH约为

A．7        B．4.7        C．3.5        D．2.3

6．常温下，将0.1 mol·L-1的盐酸和0.06 mol·L-1 Ba(OH)2溶液等体积混合，所得混合液的pH为

A．1.7        B．12        C．12.3        D．13

7．25 ℃时，相同物质的量浓度的下列溶液：①NaCl、②NaOH、③H2SO4，其中水的电离程度按由大到小顺序排列的一组是

A．③>②>①        B．②>③>①        C．①>②>③        D．③>①>②

8．常温下，1体积pH=2的盐酸与10体积某一元强碱溶液恰好完全反应，则该碱溶液的pH等于

A．9        B．10        C．11        D．12

9．常温下，pH＝12的NaOH溶液与pH＝1的HCl溶液按一定比例混合，所得溶液pH＝2，则NaOH溶液与HCl溶液的体积比为

A．1∶9        B．2∶9        C．9∶2        D．10∶1

10．在t℃时，某NaOH稀溶液中，c（H+）=10﹣amol•L﹣1，c（OH﹣）=10﹣bmol•L﹣1，已知a+b=12，则：

（1）该温度下水的离子积常数KW=_______；

（2）该NaOH溶液的物质的量浓度的精确值是______mol•L﹣1；

（3）在该温度下，将100mL 0.1mol•L﹣1的稀硫酸与100mL 0.4mol•L﹣1的NaOH溶液混合后，溶液的pH=______；

（4）该温度下若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前 a与b之间应满足的关系是______。

题组B  能力提升练

11．向0.1mol·L-1稀盐酸中分别加入下列固体物质，溶液中c(H＋)可能不变的是

A．CH3COONa        B．AgNO3        C．KOH        D．Zn

12．室温下，0.1mol下列物质分别与1L 0.2 mol•L-1 NaOH溶液反应，所得溶液pH最小的是

A．SO3        B．CO2        C．Cl2        D．SO2

13．常温下，关于溶液的稀释下列说法正确的是

A．pH＝6的盐酸酸溶液稀释100倍，pH＝8

B．pH＝4的H2SO4溶液加水稀释100倍，溶液中由水电离产生的c(H＋)＝1×10－6 mol·L－1

C．将1 L 0.1 mol·L－1的Ba(OH)2溶液稀释为2 L，pH＝13

D．pH＝8的NaOH溶液稀释100倍，其pH＝6

14．25℃时，下列有关pH=13的Ba(OH)2溶液说法正确的是

A．溶液中c(Ba2+)为0.1 mol·L-1

B．稀释2倍，溶液的pH为12

C．与pH=1的H2SO4溶液能恰好中和

D．溶液中水电离的c(H+)为1×10-13 mol·L-1

15．水的电离平衡曲线如图所示，下列说法正确的是

A．T1>T2

B．Kw：b>c>a>d=e

C．b→c点可通过在水中加入适量的CH3COONa(s)实现

D．T2时，将pH=10的NaOH(aq)与pH=3的H2SO4(aq)等体积混合，溶液呈碱性

16．某温度下纯水的pH=6。请据此回答下列问题：

（1）pH=7的溶液呈__________（填“酸性”“中性”或“碱性”）。

（2）该温度下0.1mol·L-1盐酸的pH=_________。

（3）0.05mol·L-1 Ba(OH)2溶液的pH=_________。

17．（1）将pH=l的盐酸平均分成2份，l份加适量水，另1份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为____。

（2）在100℃下，将pH=3的硫酸溶液和pH=10的NaOH溶液混合，若要使混合后溶液的pH=7，则硫酸溶液和NaOH溶液的体积比约为___

（3）在250C时，有pH为a的盐酸和pH为b的NaOH溶液，取Va L该盐酸，同该NaOH溶液中和，需Vb LNaOH溶液。填空：

①若a + b = 14，则Va∶Vb =     （填数字）。

②若a + b = 13，则Va∶Vb =     （填数字）。

③若a + b ＞14，则Va∶Vb =          （填表达式）。

题组C  培优拔尖练

18．常温下，将一定浓度的盐酸和醋酸加水稀释，溶液的导电能力随溶液体积变化的曲线如图所示，下列说法中正确的是

A．两溶液稀释前的浓度相同

B．a点的Kw值比b点的Kw值大

C．a点水电离的[H+]大于c点水电离的[H+]

D．a、b、c三点溶液的pH由大到小顺序为

19．常温下，向20ml 0.10 mol∙L−1BOH溶液中滴加0.10 mol∙L−1HCl溶液，溶液中水电离的氢离子浓度随加入盐酸体积变化如图所示。则下列说法正确的是

A．a点，BOH的电离常数K约为1×10−6 mol∙L−1

B．由a到b点，水的电离程度一直增大

C．b、d两点溶液对应的pH=7

D．d点c(B+)=c(Cl-)

20．（1）某温度时，测得0.01mol·L-1 NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的离子积常数Kw=_________，该温度________（填“高于”或“低于”）25℃。

（2）在（1）所述温度下，将pH=a的NaOH溶液V1L与pH=b的H2SO4溶液V2L混合（忽略体积变化）。

①若所得混合溶液呈中性，且a=12， b=2，则V1：V2=_________。

②若所得混合溶液的pH=10，且a=12， b=2，则V1：V2=_________。

21．根据要求解答下列问题(常温条件下)：

（1）pH＝5的H2SO4溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c(SO42—)与c(H＋)的比值为_____。

（2）取浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3∶2体积比相混合，所得溶液的pH等于12，则原溶液的浓度为______。

（3）在一定体积pH＝12的Ba(OH)2溶液中，逐滴加入一定物质的量浓度的NaHSO4溶液，当溶液中的Ba2＋恰好完全沉淀时，溶液pH＝11。若反应后溶液的体积等于Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积之和，则Ba(OH)2溶液与NaHSO4溶液的体积比是_____。

（4）将pH＝a的NaOH溶液Va L与pH＝b的稀盐酸Vb L混合，若所得溶液呈中性，且a＋b＝13，则Va/Vb＝___。

22．已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示。

（1）25℃时水的电离平衡曲线应为________（填“A”或“B”），请说明理由________，25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。

（2）95℃时，若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是________________。

（3）曲线A所对应的温度下，pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1________α2（填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”，下同），若将二者等体积混合，则混合溶液的pH    7，判断的理由是__________________________。