酸堿混合pH規(guī)律與應(yīng)用

安徽 華 振

酸堿混合pH規(guī)律與應(yīng)用

安徽 華 振

在常溫條件下酸、堿混合后，很多同學(xué)對其pH的判斷常常會感到無從入手，其實(shí)對于此類問題只要掌握了酸、堿混合pH所遵循的規(guī)律，還是很容易判斷的。下面舉例說明，希望對同學(xué)們能夠有所啟迪。

一、等物質(zhì)的量濃度的一元酸、堿等體積混合

規(guī)律 （1）強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合，其pH＝7；（2）強(qiáng)酸與弱堿混合，其pH＜7；（3）弱酸與強(qiáng)堿混合，pH＞7；（4）弱酸與弱堿混合，其pH由強(qiáng)者決定；（5）未注明酸、堿強(qiáng)弱時，pH無法判定。

注意 酸、堿混合，生成強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽時，不水解c（H＋）＝c（OH－），顯中性；生成弱酸強(qiáng)堿鹽時，水解使c（H＋）＜c（OH－），顯堿性；生成強(qiáng)酸弱堿鹽時，水解使c（H＋）＞c（OH－），顯酸性。

例1 物質(zhì)的量濃度均為0．01mol·L－1的HA和BOH溶液，pH分別為3和12，將兩溶液等體積混合后，所得溶液的pH （ ）

A．≥7 B．一定＞7

C．≤7 D．可能＝7

解析 因0．01mol·L－1HA溶液的pH＝3，說明是弱酸；而0．01mol·L－1BOH溶液的pH＝12，說明是強(qiáng)堿。則根據(jù)上述規(guī)律容易確定：弱酸與強(qiáng)堿混合后，其pH＞7，應(yīng)選B。

二、pH酸＋pH堿＝14的酸、堿等體積混合

規(guī)律 （1）強(qiáng)酸、弱堿混合，恰好反應(yīng)，其pH＝7；（2）強(qiáng)酸、弱堿混合，弱堿剩余，pH＞7；（3）強(qiáng)堿、弱酸混合，弱酸剩余，pH＜7；（4）弱酸、弱堿混合，誰剩余顯誰性；（5）未注明酸強(qiáng)還是堿強(qiáng)時，pH無法確定。

注意pH酸＋pH堿＝14時，說明混合前酸、堿中c（H＋）＝c（OH－）。當(dāng)酸、堿混合無剩余時，c（H＋）＝c（OH－），顯中性；當(dāng)酸過量時，由于酸電離出H＋，使得c（H＋）＞c（OH－），顯酸性；當(dāng)堿過量時，由于堿電離出OH－，使得c（H＋）＜c（OH－），顯堿性。

例2 在室溫下，等體積的酸、堿溶液混合后，其pH一定小于7的是 （ ）

A．pH＝3的硝酸跟pH＝11的氫氧化鋇溶液

B．pH＝3的鹽酸跟pH＝11的氨水

C．pH＝3的硫酸跟pH＝11的氫氧化鋇溶液

D．pH＝3的醋酸跟pH＝11的氫氧化鋇溶液

解析 根據(jù)上述規(guī)律可判定：對于選項(xiàng)A，其pH＝7；對于選項(xiàng)B，其pH＞7；對于選項(xiàng)C，其pH＝7；對于選項(xiàng)D，其pH＜7。故應(yīng)選D。

三、等體積強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合

規(guī)律（1）若溶液呈中性，二者pH之和為14；（2）若溶液呈堿性，二者pH之和大于14；（3）若溶液呈酸性，二者pH之和小于14。

例3 室溫時，將xmLpH＝a的稀NaOH溶液與ymLpH＝b的稀鹽酸充分反應(yīng)。下列關(guān)于反應(yīng)后溶液pH的判斷，正確的是 （ ）

A．若x＝y(tǒng)，且a＋b＝14，則pH＞7

B．若10x＝y(tǒng)，且a＋b＝3，則pH＝7

C．若ax＝by，且a＋b＝13，則pH＝7

D．若x＝10y，且a＋b＝14，則pH＞7

解析pH＝b的鹽酸中c（H＋）＝10－bmol·L－1；pH＝a的NaOH溶液中：

若x＝y(tǒng)，a＋b＝14，則pH＝7；若10x＝y(tǒng)，a＋b＝13，則pH＜7；若ax＝by，a＋b＝13，則pH＜7；若x＝10y，a＋b＝14，則pH＞7，故應(yīng)選D。

四、已知離子濃度大小關(guān)系的酸、堿混合

規(guī)律 無論酸、堿是強(qiáng)還是弱，只要堿的離子濃度等于酸根離子的濃度時，pH＝7；當(dāng)堿的陽離子濃度小于酸根離子濃度時，pH＜7；當(dāng)堿的陽離子濃度大于酸根離子濃度時，pH＞7。

注意 設(shè)AH和BOH反應(yīng)，根據(jù)電荷守恒：c（B＋）＋c（H＋）＝c（A－）＋c（OH－）。當(dāng)c（B＋）＝c（A－），則c（H＋）＝c（OH－），顯中性；當(dāng)c（B＋）＜c（A－），則c（H＋）＞c（OH－），顯酸性；當(dāng)c（B＋）＞c（A－），則c（H＋）＜c（OH－），顯堿性。

例4 一定濃度的HX溶液和YOH溶液等體積混合，已知c（X－）＞c（Y＋），則該混合液的pH （ ）

A．＞7 B．＜7

C．＝7 D．無法確定

解析 根據(jù)電荷守恒：c（H＋）＋c（Y＋）＝c（OH－）＋c（X－）。由于c（X－）＞c（Y＋），則c（OH－）＜c（H＋），混合液顯酸性，pH＜7，故應(yīng)選B。

綜上所述，對于酸堿混合的pH判定，只要抓住酸、堿混合后溶液中c（H＋）與c（OH－）的大小關(guān)系，就能快速、準(zhǔn)確地判定出混合后溶液的pH的大小。

五、等物質(zhì)的量濃度的一元酸、堿混合

例5 （2016全國卷Ⅰ）298K時，在20．0mL0．10mol·L－1氨水中滴入0．10mol·L－1的鹽酸，溶液的pH與所加鹽酸的體積關(guān)系如圖所示。已知0．10mol·L－1氨水的電離度為1．32%，下列有關(guān)敘述正確的是 （ ）

A．該滴定過程中選擇酚酞作指示劑

B．M點(diǎn)對應(yīng)的鹽酸體積為20．0mL

D．N點(diǎn)處的溶液中pH＜12

解析 當(dāng)恰好完全中和時，生成NH4Cl，而NH4Cl溶液呈酸性，酚酞的變色范圍為pH＝8．2～10．0，甲基橙的變色范圍為pH＝3．1～4．4，故應(yīng)選甲基橙作指示劑，則選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)V（鹽酸）＝20．0mL時，恰好完全反應(yīng)，溶液呈酸性，則選項(xiàng)B錯誤；M點(diǎn)時由溶液電荷守恒知c（N）＋c（H＋）＝c（Cl－）＋c（OH－），而溶液呈中性，即c（H＋）＝c（OH－），則c（N）＝c（Cl－），但c（N）＝c（Cl－）>>c（H＋）＝c（OH－），則選項(xiàng)C錯誤；該溫度下，0．10mol·L－1一元強(qiáng)堿溶液的pH＝13，若0．10mol·L－1一元弱堿溶液的電離度為10%，則其pH＝12，而0．10mol·L－1氨水的電離度小于10%，故溶液的pH＜12，則選項(xiàng)D正確。故應(yīng)選D。

（作者單位：安徽省靈璧縣黃灣中學(xué)）