Question

16．回答下列問題（溫度均為25℃時）：
Ⅰ．（1）現(xiàn)有pH=13的Ba（OH）₂溶液，某濃度鹽酸溶液按體積比（堿與酸之比）1：9混合后，所得溶液pH=11（假設混合溶液的體積等于混合前兩溶液的體積和），該鹽酸溶液的pH=2．
Ⅱ．（2）1mL pH=12的NaOH溶液，加水稀釋至100mL，稀釋后的溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1×10^-6；
（3）pH=13的Ba（OH）₂溶液 a L與pH=3的H₂SO₄溶液b L混合．若所得混合溶液呈中性，則a：b=1：100；
（4）向明礬溶液中緩慢加入Ba（OH）₂溶液至硫酸根離子剛好沉淀完全時，溶液的pH＞7（填＞、＜、=），離子反應方程式為Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-=2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O．
Ⅲ．有濃度均為0.1mol/L的4種溶液：①鹽酸；②硫酸；③醋酸；④氫氧化鋇．（注：忽略溶液混合時體積的變化）
（5）將上述溶液兩兩等體積混合后，溶液pH=7的組合有（填序號）②和④．
（6）醋酸鋇是易溶于水的強電解質(zhì)．將③與④等體積混合，所得溶液中離子濃度由大到小的順序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）設鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：C（HCl），堿與酸體積分別為1L、9L，分別求出氫氧化根離子和氫離子的物質(zhì)的量，二者發(fā)生酸堿中和，所得溶液pH=11可知堿剩余，求出剩余的氫氧根離子的物質(zhì)的量，依據(jù)：Kw=c（H⁺）×c（OH ^-）計算解答；
（2）根據(jù)溶液稀釋前后溶質(zhì)的物質(zhì)的量不變計算溶液中：$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$；
（3）根據(jù)n（H⁺）=n（OH^-）計算；
（4）假設SO₄^2-的物質(zhì)的量為2mol，判斷完全反應需要其它離子的物質(zhì)的量，進而書寫反應的離子方程式，并判斷溶液的酸堿性；
（5）酸中氫離子的物質(zhì)的量與堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，則混合后pH=7；
（6）③與④等體積混合，反應生成醋酸鋇，還剩余氫氧化鋇，且二者的量相同，溶液顯堿性．

解答 解：Ⅰ、（1）設鹽酸的物質(zhì)的量濃度為：C（HCl），堿與酸體積分別為1L、9L，則n（OH ^-）=0.1mol/L×1L=0.1mol，n（H⁺）=C（HCl）×9L，反應后剩余氫氧根離子的物質(zhì)的量為：0.1mol-c（HCl）×9L；
有混合所得溶液pH=11，可知混合后c（H⁺）=10^-11 mol•L^-1，則混合后c（OH ^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=10^-3 mol•L^-1，
即：$\frac{0.1mol-c（HCl）×9L}{10L}$=10^-3 mol•L^-1，解得：c（HCl）=10^-2mol•L^-1，pH=-lg[H⁺]，所以pH=2，
故答案為：2；
Ⅱ、（2）1mLpH=12的NaOH溶液，加水稀釋至100mL，稀釋后的溶液中c（OH^-）=1×10^-4mol/L，c（H⁺）=1×10^-10mol/L，則：$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=1×10^-6，故答案為：1×10^-6；
（3）pH=13的Ba（OH）₂溶液 a L與pH=3的H₂SO₄溶液b L混合．若所得混合溶液呈中性，則有n（H⁺）=n（OH^-），即：0.1mol/L×aL=0.001mol/L×bL，則a：b=1：100，故答案為：1：100；
（4）假設SO₄^2-的物質(zhì)的量為2mol，則明礬溶液中含有2molSO₄^2-，1molAl³⁺，向明礬溶液中逐滴加入Ba（OH）₂溶液至SO₄^2-剛好沉淀完全時，需要2molBa（OH）₂，即加入的Ba²⁺為2mol，OH^-為4mol，生成2molBaSO₄，1molAl³⁺與4molOH^-反應生成1molAlO₂^-，反應的離子方程式為Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O，反應后溶液呈堿性，pH＞7，
故答案為：＞；Al³⁺+2SO₄^2-+2Ba²⁺+4OH^-═2BaSO₄↓+AlO₂^-+2H₂O；
Ⅲ．（5）①②為強酸，③為弱酸，④為強堿，則②和④等體積混合后，酸中氫離子的物質(zhì)的量與堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，則混合后pH=7，故答案為：②和④；
（6）③與④等體積混合，反應生成醋酸鋇，還剩余氫氧化鋇，且二者的量相同，溶液顯堿性，醋酸根離子水解顯堿性，則c（OH^-）＞c（Ba²⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺），故答案為：c（OH^-）＞c（Ba²⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）．

點評 本題考查溶液PH的有關計算、弱電解質(zhì)的電離、酸堿混合溶液的定性判斷及離子濃度大小的比較等，綜合性較大，注意（6）中反應后溶質(zhì)的物質(zhì)的量相等是解答的關鍵，明確鹽類水解，題目難度不大．