Question

3．常溫下，用0.100mol/L的NaOH溶液作標準液滴定0.100mol/L的HCl．（已知：HCl的體積為20ml，lg2=0.3）求：（1）滴定前HCl溶液的pH值是多少？
（2）當滴定NaOH溶液至19.98ml時，溶液的pH值是多少？
（3）當滴加NaOH溶液至20.02ml時，溶液的pH值是多少？

Answer 1

分析 （1）HCl為強電解質，在水中完全電離，先計算0.100mol/L的HCl氫離子濃度，然后根據PH=-lgc（H⁺）計算；
（2）當滴定NaOH溶液至19.98ml時，根據n=cV分別計算出氯化氫、氫氧化鈉的物質的量，然后比較得出堿的量不足，溶液呈酸性，計算出混合液中氫離子濃度，最后計算出混合液的pH；
（3）當滴加NaOH溶液至20.02ml時，根據n=cV分別計算出氯化氫、氫氧化鈉的物質的量，然后比較得出堿的量過量，溶液呈堿性，先計算出混合液中氫氧離子濃度，然后根據K_W=c（H⁺）×c（OH^-）計算出混合液的氫離子濃度，最后根據PH=-lgc（H⁺）計算出混合液的pH．

解答 解：（1）HCl為強電解質，在水中完全電離，0.1mol•L^-1鹽酸溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=0.1mol/L，
溶液的pH，PH=-lgc（H⁺）=-lg0.100=1，
答：滴定前HCl溶液的pH值是1；
（2）HCl的體積為20ml，當滴加NaOH溶液至19.98 ml時，即NaOH不夠量，少滴0.02 ml，溶液呈酸性，
c（H⁺）=$\frac{0.100mol/L×（20.00-19.98）×1{0}^{-3}L}{（20+19.98）×1{0}^{-3}L}$=$\frac{2×1{0}^{-3}}{39.98}$mol/L=5×10^-5mol/L，PH=-lgc（H⁺）=-lg5×10^-5=5-lg5=4.3，
答：當滴定NaOH溶液至19.98ml時，溶液的pH值是4.3，
（3）HCl的體積為20ml，當滴加NaOH溶液至20.02 ml時，即NaOH溶液多滴0.02 ml，堿過量，溶液呈堿性，c（OH^-）=$\frac{0.100mol/L×（20.02-20）×1{0}^{-3}L}{（20+20.02）×1{0}^{-3}L}$=5×10^-5mol/L，K_W=c（H⁺）×c（OH^-），c（H⁺）=
$\frac{1×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-5}}$mol/L=2×10^-10 mol/L，PH=-lgc（H⁺）=-lg2×10^-10=9.7，
答：當滴加NaOH溶液至20.02ml時，溶液的pH值9.7．

點評 本題考查了酸堿混合的pH計算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關系為解答關鍵，注意掌握溶液pH的表達式及計算方法，試題側重考查學生的分析能力及化學計算能力．