Question

3．常温下，用0.100mol/L的NaOH溶液作标准液滴定0.100mol/L的HCl．（已知：HCl的体积为20ml，lg2=0.3）求：（1）滴定前HCl溶液的pH值是多少？
（2）当滴定NaOH溶液至19.98ml时，溶液的pH值是多少？
（3）当滴加NaOH溶液至20.02ml时，溶液的pH值是多少？

Answer 1

分析 （1）HCl为强电解质，在水中完全电离，先计算0.100mol/L的HCl氢离子浓度，然后根据PH=-lgc（H⁺）计算；
（2）当滴定NaOH溶液至19.98ml时，根据n=cV分别计算出氯化氢、氢氧化钠的物质的量，然后比较得出碱的量不足，溶液呈酸性，计算出混合液中氢离子浓度，最后计算出混合液的pH；
（3）当滴加NaOH溶液至20.02ml时，根据n=cV分别计算出氯化氢、氢氧化钠的物质的量，然后比较得出碱的量过量，溶液呈碱性，先计算出混合液中氢氧离子浓度，然后根据K_W=c（H⁺）×c（OH^-）计算出混合液的氢离子浓度，最后根据PH=-lgc（H⁺）计算出混合液的pH．

解答 解：（1）HCl为强电解质，在水中完全电离，0.1mol•L^-1盐酸溶液中氢离子浓度为：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的体积为20ml，当滴加NaOH溶液至19.98 ml时，即NaOH不够量，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：当滴定NaOH溶液至19.98ml时，溶液的pH值是4.3，
（3）HCl的体积为20ml，当滴加NaOH溶液至20.02 ml时，即NaOH溶液多滴0.02 ml，碱过量，溶液呈碱性，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：当滴加NaOH溶液至20.02ml时，溶液的pH值9.7．

点评 本题考查了酸碱混合的pH计算，题目难度中等，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，注意掌握溶液pH的表达式及计算方法，试题侧重考查学生的分析能力及化学计算能力．