Question

Ⅰ．（1）已知某溶液中存在OH^-、H⁺、NH

+ 4

、Cl^-四種離子，某同學推測其離子濃度大小順序有如下四種關系：
①c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）�、赾（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
③c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）�、躢（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）
填寫下列空白：
（1）若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，則該溶質(zhì)是

 

，上述四種離子濃度的大小順序為

 

（選填序號）．
（2）若上述關系中③是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為

 

；若上述關系中④是正確的，則溶液中的溶質(zhì)為

 

．
（3）若該溶液是由體積相等的稀鹽酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，則混合前c（HCl）

 

c（NH₃?H₂O）（填“大于”“小于”或“等于”，下同），混合前酸中c （H⁺）和堿中c（OH^-）的關系為c（H⁺）

 

c（OH^-）．
Ⅱ．某溫度（t℃）時，水的離子積K_w=1×10^-12，則該溫度（填大于、小于或等于）

 

25℃．
  在此溫度下，將pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL與pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假設混合后溶液體積等于混合前兩溶液體積之和，所得固體體積忽略不計）
（1）若所得混合液為中性，且a=10，b=1，則V_a：V_b=

 

，生成沉淀的質(zhì)量為

 

．（最終結(jié)果可用含V_a、V_b的表達式來表示）
（2）若所得混合液的pH=2，且a=10，b=1，則V_a：V_b=

 

．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,pH的簡單計算,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：Ⅰ．（1）任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶質(zhì)只有一種則為NH₄Cl，利用銨根離子水解使溶液顯酸性來分析；
（2）由③中離子的關系可知溶液顯堿性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），則溶液為氯化銨和氨水的混合溶液；由④中的離子關系可知溶液顯酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），則溶液為鹽酸與氯化銨的混合溶液；
（3）體積相等稀鹽酸和氨水混合，若濃度相等，則恰好完全反應生成氯化銨，溶液顯酸性，則溶液恰好呈中性時應為氨水與氯化銨的混合溶液來分析；
Ⅱ．溫度越高，水的電離程度越大，則水的離子積常數(shù)越大；
pH=b的H₂SO₄溶液中c（H+）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
在此溫度下，將pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL與pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假設混合后溶液體積等于混合前兩溶液體積之和，所得固體體積忽略不計）
（1）若所得混合液為中性，說明酸和堿恰好反應生成鹽；
（2）若所得混合液的pH=2，根據(jù)混合溶液中氫離子濃度計算酸堿體積之比．

解答： 解：（1）因任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶質(zhì)只有一種則為NH₄Cl，銨根離子水解方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，則c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），水解顯酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），又水解的程度很弱，則c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），即①符合，
故答案為：NH₄Cl；①；
（2）③中離子的關系可知溶液顯堿性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），則溶液為氯化銨和氨水的混合溶液，
其溶質(zhì)為NH₄Cl、NH₃．H₂O；④中的離子關系可知溶液顯酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），則溶液為鹽酸與氯化銨的混合溶液，其溶質(zhì)為HCl、NH₄Cl，
故答案為：NH₄Cl和NH₃?H₂O；NH₄Cl和HCl；
（3）因體積、濃度相同的稀鹽酸和氨水混合，溶液中的溶質(zhì)為氯化銨，溶液顯酸性，而題目要求該溶液恰好呈中性，因此c（HCl）＜c（NH₃?H₂O），
而HCl為強電解質(zhì)，完全電離，NH₃．H₂O為弱電解質(zhì)，不完全電離，則混合前酸中c（H⁺）和堿中c（OH^-）的關系為c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：小于；大于；
Ⅱ．溫度越高，水的電離程度越大，則水的離子積常數(shù)越大，某溫度（t℃）時，水的離子積K_w=1×10^-12＞10^-14，
故答案為：大于；
（1）pH=b的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
若所得混合液為中性，則酸和堿恰好中和，a=10，b=1，10^-1mol/L×V_bL=10^10-12mol/L×V_aL
則V_a：V_b=10：1，二者恰好反應生成硫酸鋇和水，根據(jù)硫酸根離子守恒或鋇離子守恒得硫酸鋇的質(zhì)量=0.5×10^-2mol/L×V_aL×233g/mol=1.165V_ag或0.5×10^-1mol/L×V_bL×233g/mol=11.65V_bg，
故答案為：10：1；1.165V_a或11.65V_b；
（2）若所得混合液的pH=2，10^-2mol/L=

10-1×Vb-10-2Va

Va+Vb

mol/L，
則V_a：V_b=9：2，故答案為：9：2．

點評：本題考查了離子濃度大小的比較、酸堿混合溶液定性判斷，根據(jù)溶液中的溶質(zhì)及其性質(zhì)結(jié)合電荷守恒來確定離子濃度大小，根據(jù)酸堿混合溶液中溶液酸堿性確定酸堿體積之比，難度中等．