Question

（1）常溫下，已知0.1mol?L^-1一元酸HA溶液中

c(OH-)

c(H+)

=1×10^-8，則溶液的pH=

 

．
①pH=3的HA與pH=l1的NaOH溶液等體積混合；反應(yīng)的離子方程式為

 

；混合溶液中，各離子的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是

 

；
②0.2mo?L^-1HA溶液與0.1mol?L^-1NaOH溶液等體積混合后所得溶液中（溶液體積變化忽略不計(jì)）：c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）

 

mol?L^-1．
（2）t℃時(shí)，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性，則該溫度下水的離子積常數(shù)Kw=

 

．
①該溫度下（t℃），將100mL0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄與100mL0.4mol?L^-1的NaOH溶液混合后（溶液體積變化忽略不計(jì)），溶液的pH=

 

；
②該溫度下（t℃），1體積的稀硫酸和10體積的NaOH溶液混合后溶液呈中性，則稀硫酸的pH（pH_a）與NaOH溶液的pH（pH_b）的關(guān)系是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：pH的簡(jiǎn)單計(jì)算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）0.1mol?L^-1一元酸HA溶液中

c(OH-)

c(H+)

=1×10^-8，則c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，依據(jù)PH=-lgc（H⁺）計(jì)算；
①根據(jù)酸和堿的物質(zhì)的量的相對(duì)大小確定溶液中的溶質(zhì)，從而確定溶液的酸堿性，結(jié)合電離平衡、水解平衡、電荷守恒等確定溶液中各種離子濃度的相對(duì)大��；
②根據(jù)電荷守恒與微粒守恒判斷；
（2）pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度為10^-2mol/L，設(shè)該溫度下水的離子積常數(shù)K_w=10^-a，則pH=11的NaOH溶液中氫氧根離子濃度為：

10-a

10-11

mol/L，據(jù)此計(jì)算出a即可；
①根據(jù)硫酸中氫離子與氫氧化鈉中氫氧根離子的物質(zhì)的量判斷過量，然后計(jì)算出反應(yīng)后溶液中氫離子濃度，最后計(jì)算出其余的pH；
②混合溶液呈中性，說明酸中氫離子的物質(zhì)的量等于堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量；

解答： 解：（1）0.1mol?L^-1一元酸HA溶液中

c(OH-)

c(H+)

=1×10^-8，則c（OH^-）=10^-11mol/L，c（H⁺）=1.0×10^-3mol/L，依據(jù)PH=-lgc（H⁺）=3，
故答案為：3；
①pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=10^-3mol?L^-1，HA是弱酸，酸的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于氫離子濃度，所以pH=3的HA與pH=11的NaOH溶液等體積混合后，反應(yīng)為：HA+OH^-=A^-+H₂O；溶液中的溶質(zhì)是酸和鹽，溶液呈酸性，所以溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度，酸根離子濃度大于鈉離子濃度，溶液中4種離子物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系是c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：HA+OH^-=A^-+H₂O；c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②0.2mol?L^-1HA溶液與0.1mol?L^-1NaOH溶液等體積混合后所得溶液中，由電荷守恒有：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（A^-）+c（OH^-），由物料守恒有：2c（Na⁺）=c（A^-）+c（HA），故c（H⁺）+c（HA）-c（OH^-）=c（Na⁺）=

1

2

×0.1mol/L=0.05mol/L，
故答案為：0.05；
（2）設(shè)該溫度下設(shè)該溫度下水的離子積常數(shù)K_w=10^-a，pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子的濃度為10^-2mol/L，
pH=11的NaOH溶液中氫離子濃度為10^-11mol/L，則氫氧根離子濃度為：

10-a

10-11

mol/L=10^（11-a）mol/L，
等體積的氫氧化鈉、稀硫酸恰好反應(yīng)，則氫離子與氫氧根離子濃度相等，即10^-2mol/L=10^（11-a）mol/L，解得a=13，
水的離子積常數(shù)K_w=10^-13；
故答案為：10^-13；
①100mL 0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄溶液中氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×2×0.1L=0.02mol，
100mL 0.4mol?L^-1的NaOH溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量為：0.4mol/L×0.1mol=0.04mol，
兩溶液混合后氫氧根離子過量，反應(yīng)后氫氧根離子的濃度為：

0.04mol-0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，
根據(jù)水的離子積常數(shù)K_w=10^-13可得，溶液中氫離子濃度為：

10-13

0.1

mol/L=10^-12mol/L，該溶液的pH=12，
故答案為：12；
②若1體積pH₁=pH_a的稀硫酸溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度=10^-pH_a mol/L，10體積pH₂=b的某強(qiáng)堿溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度=10 ^pH_b-13 mol/L，混合后溶液呈中性，則氫離子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，所以1×10^-pH_a mol/L=10×10 ^pH_b-13 mol/L，所以pH_a+pH_b=12，
故答案為：pH_a+pH_b=12；

點(diǎn)評(píng)：本題考查了酸堿混合后溶液定性判斷及溶液pH的簡(jiǎn)單計(jì)算，題目難度中等，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．