Question

15．若兩溶液混合后總體積取兩溶液體積之和，求25℃時下列各小題的pH值數(shù)學表達式．
（1）pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合后的pH=-lg5×10^-4．
（2）pH=9和pH=11兩種NaOH溶液若按體積比2：3混合后溶液的pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{2×1{0}^{-5}+3×1{0}^{-3}}{5}}$．
（3）求99mL，pH=1的H₂SO₄與100mLpH=13的NaOH混合后，溶液的pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{0.01mol-0.0099mol}{0.199L}}$．
（4）60mL0.5mol/LNa0H溶液和40mL0.4mol/L的H₂SO₄混合后，溶液的pH=-lg$\frac{0.032mol-0.03mol}{0.1L}$．

Answer 1

分析 （1）酸溶液混合，先計算混合后溶液中氫離子的物質(zhì)的量，再根據(jù)c=$\frac{n}{v}$計算氫離子的物質(zhì)的量濃度，最后根據(jù)pH=-lgc（H⁺）計算出混合液的pH；
（2）pH=9的氫氧化鈉溶液中c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中c（OH^-）=0.001mol/L，先計算混合溶液中c（OH^-），再根據(jù)c（H⁺）=$\frac{{K}_{W}}{C（O{H}^{-}）}$，從而得出溶液的pH；
（3）99mL pH=1的H₂SO₄溶液n（H⁺）=0.099L×0.1mol/L=0.0099mol，100mLpH=13溶液n（OH^-）=0.10L×0.1mol/L=0.01mol，堿過量，反應后溶液呈堿性，依據(jù)K_W計算反應后c（H⁺），可計算pH；
（4）40mL 0.4mol•L^-1的H₂SO₄溶液n（H⁺）=0.04L×0.4mol/L×2=0.032mol，60mL 0.5mol•L^-1 NaOH 溶液中n（OH^-）=0.06L×0.5mol/L=0.03mol，酸過量，反應后溶液呈酸性，關鍵pH=-lgc（H⁺）計算混合液的pH．

解答 解：（1）pH=3的鹽酸和pH=5的硫酸等體積混合后，設體積均為VL，混合液中氫離子的物質(zhì)的量為：n（H⁺）=VL×10^-3mol/L+VL×10^-5mol/L≈10^-3Vmol，
則混合溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-3}Vmol}{2VL}$=5×10^-4mol/L，所以pH=-lg5×10^-4，
故答案為：-lg5×10^-4；
（2）pH=9的氫氧化鈉溶液中c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中c（OH^-）=0.001mol/L，按體積比2：3混合，混合溶液中c（OH^-）=$\frac{2×1{0}^{-5}+3×1{0}^{-3}}{5}$mol/L，c（H⁺）=$\frac{{K}_{W}}{C（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{2×1{0}^{-5}+3×1{0}^{-3}}{5}}$mol/L，pH=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{2×1{0}^{-5}+3×1{0}^{-3}}{5}}$，
故答案為：-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{2×1{0}^{-5}+3×1{0}^{-3}}{5}}$；
（3）99mL pH=1的H₂SO₄溶液n（H⁺）=0.099L×0.1mol/L=0.0099mol，100mLpH=13溶液n（OH^-）=0.10L×0.1mol/L=0.01mol，反應后溶液的體積為99mL+100mL=199mL=0.199L，則反應后c（OH^-）=$\frac{0.01mol-0.0099mol}{0.199L}$，K_W=C（H⁺）×C（OH^-）=1×10^-14，C（H⁺）=$\frac{{K}_{W}}{C（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{0.01mol-0.0099mol}{0.199L}}$，pH=-lgc（H⁺）=-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{0.01mol-0.0099mol}{0.199L}}$，故答案為：-lg$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{0.01mol-0.0099mol}{0.199L}}$；
（4）40mL 0.4mol•L^-1的H₂SO₄溶液n（H⁺）=0.04L×0.4mol/L×2=0.032mol，60mL 0.5mol•L^-1 NaOH 溶液中n（OH^-）=0.06L×0.5mol/L=0.03mol，酸過量，
反應后溶液的體積為60mL+40mL=100mL=0.1L，
則反應后c（H⁺）=$\frac{0.032mol-0.03mol}{0.1L}$，混合液中的pH=-lgc（H⁺）=-lg$\frac{0.032mol-0.03mol}{0.1L}$，
故答案為：-lg$\frac{0.032mol-0.03mol}{0.1L}$．

點評 本題考查了混合液的pH的計算，題目難度中等，試題側(cè)重基礎知識的考查，注意掌握pH的表達式及計算方法，明確溶液酸堿性與溶液pH的關系為解答關鍵，試題有利于培養(yǎng)學生的化學計算能力．