Question

重水（D₂O）的离子积K_w=1.6×10^-15，可以用pH一样的定义来规定pD=-lg[D⁺]，试求该温度下：
①重水的pD=？
②含0.01molNaOD的D₂O溶液1L其pD=？
③溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L其pD=？
④在100mL0.25mol/L的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mol/L的NaOD的重水溶液，其pD=？

Answer 1

考点：pH的简单计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：①重水（D₂O）的离子积为K_w=c（D⁺）?c（OD^-）=1.6×10^-14，中性溶液中c（D⁺）=c（OD^-），据此计算出c（D⁺）及其pD；
②该NaOD的D₂O溶液中c（OD^-）=10^-2mol/L，根据重水的离子积常数计算出NaOD溶液中氢离子浓度及溶液的pD；
③溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L，该DCl溶液的浓度为0.01nol/L，据此计算出该溶液的pD；
④先算出n（DC）、n（NaOD）的物质的量，判断反应后溶液酸碱性，然后进行求算溶液的pD．

解答： 解：①重水（D₂O）的离子积为K_w=c（D⁺）?c（OD^-）=1.6×10^-14，中性溶液中c（D⁺）=c（OD^-），则c（D⁺）=

Kw

=

1.6×10-15

=4×10^-8mol/L，pD=-lg4×10^-8=8-2lg2≈7.4，
答：重水的pD=7.4；
②该NaOD的D₂O溶液的浓度为0.01mol/L，OD^-离子的浓度为：c（D⁺）=

1.6×10-15

0.01

mol/L=1.6×10^-13mol/L，则pD=-lg1.6×10^-13=-lg16×10^-14=14-4lg2≈12.8，
答：含0.01molNaOD的D₂O溶液1L其pD=12.8；
③溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L，该溶液中D⁺离子浓度为0.01mol/L，该溶液的pD=-lg0.01=2，
答：溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L其pD=2；
④n（DCl）=0.25mol/L×0.1L=0.025mol，n（NaOD）=0.2mol/L×0.05L=0.01mol，D⁺有剩余，剩余的n（D⁺）=0.025mol-0.01mol=0.015mol，反应后溶液中，c（D⁺）=

0.015mol

0.1L+0.05L

=0.1mol/L，
则pD=-lg0.1=1，
答：反应后的混合液的pD=1．

点评：本题考查了有关pH的计算、酸碱混合的定性判断，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系，要求学生能够利用pH计算方法进行计算该溶液的pD值，试题培养了学生的知识迁移能力．