Question

13．t℃時(shí)，有pH=1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=10^-12．
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=11；
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pH_a+pH_b=11．
③該溫度下（t℃），設(shè)pH=5的H₂SO₄溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₁；pH=5的Al₂（SO₄）₃溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₂，則$\frac{{c}_{1}}{{c}_{2}}$=10^-2．

Answer 1

分析 pH=1的H₂SO₄溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度為10^-1mol/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：$\frac{1{0}^{-a}}{1{0}^{-11}}$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；
③酸抑制水電離，含有弱根離子的鹽促進(jìn)水電離．

解答 解：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：$\frac{1{0}^{-a}}{1{0}^{-11}}$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^-1mol/L=10^（11-a）mol/L，解得a=12，
水的離子積常數(shù)K_w=10^-12；
故答案為：10^-12；
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：$\frac{0.04mol-0.02mol}{0.2L}$=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：$\frac{1{0}^{-12}}{0.1}$mol/L=10^-11mol/L，該溶液的pH=11，
故答案為：11；
②若1體積pH=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pH=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-12 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-12 mol/L，所以pH_a+pH_b=11，
故答案為：pH_a+pH_b=11；
 ③該溫度下（t℃），水的離子積常數(shù)K_w=10^-12，設(shè)pH=5的H₂SO₄的溶液中由水電離出的H⁺濃度C₁=10^-7 mol/L，pH=5的Al₂（SO₄）₃溶液中由水電離出的H⁺濃度C₂=10^-5mol/L，所以則$\frac{{c}_{1}}{{c}_{2}}$=$\frac{1{0}^{-7}}{1{0}^{-5}}$=10^-2，
故答案為：10^-2．

點(diǎn)評 本題考查了酸堿混合后溶液定性判斷及溶液pH的簡單計(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．