Question

常溫下，將a mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的稀硫酸按體積比19：11混合后溶液的pH=2．若將a mol/L的NaOH溶液逐滴加入到1L 0.1mol/L的磷酸溶液中，加入氫氧化鈉溶液的體積與所得溶液pH的關系如表：

	加入NaOH溶液的體積	pH
①	0L	2
②	1L	4
③	2L	10
④	3L	12

據(jù)此請回答：
（1）a=

 

．
（2）溶液的pH由4升至10的過程中發(fā)生的主要反應的化學方程式為

 

，pH=7時溶質成分的化學式為

 

．
（3）當溶液的pH=12時，加水稀釋，溶液中

c(Na+)

c(P O 3- 4 )

的比值將

 

（填“增大”、“減小”、“不變”或“無法確定”）．
（4）將濃度均為0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后所得溶液中各離子濃度由大到小的順序是

 

．
（5）在向磷酸溶液中滴加NaOH溶液的過程中，各離子濃度之間一定存在的等量關系式為

 

（加入的NaOH溶液的量大于零）．

Answer 1

考點：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：（1）混合后溶液的pH=2，溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，根據(jù)硫酸濃度為0.1mol/L及溶液體積體積比19：11列式計算出a；
（2）根據(jù)加入1L氫氧化鈉溶液后生成的溶質為NaH₂PO₄，加入2L氫氧化鈉溶液后反應生成Na₂HPO₄，此時溶液的pH=10，溶液顯示堿性，若使溶液的pH=7，則加入的氫氧化鈉應該小于2L，據(jù)此判斷pH=7時的溶質；
（3）當溶液的pH=12時，溶質為磷酸鈉和氫氧化鈉，稀釋過程中鈉離子和磷酸根離子都減小，由于氫氧根離子濃度減小則溶液中磷酸根離子水解程度增大，磷酸根離子的物質的量減小，據(jù)此判斷該比值變化；
（4）根據(jù)0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后，PO₄^3-的水解程度大于HPO₄^2-，判斷溶液中各離子濃度大�。�
（5）任何溶液中一定滿足電荷守恒，根據(jù)電荷守恒找出各離子濃度之間關系．

解答： 解：（1）混合后溶液的pH=2，氫離子濃度為0.01mol/L，a mol/L的NaOH溶液與0.1mol/L的稀硫酸按體積比19：11，設氫氧化鈉溶液體積為19L，則稀硫酸的體積為11L，則

0.1mol/L×11L×2-amol/L×19L

11L+19L

=0.01mol/L，解得a=0.1，
故答案為：0.1；
（2）1L 0.1mol/L的磷酸溶液中含有硫酸的物質的量為0.1mol，加入1L 0.1mol/L的氫氧化鈉溶液后反應生成NaH₂PO₄，溶液的pH=4，當加入2L氫氧化鈉溶液時，氫氧化鈉的物質的量為0.2mol，則反應生成Na₂HPO₄，反應的化學方程式為：NaH₂PO₄+NaOH=Na₂HPO₄+H₂O，此時溶液的pH10，顯示堿性，如果溶液顯示中性，則加入的氫氧化鈉溶液體積小于2L，及氫氧化鈉不足，則溶質為NaH₂PO₄和Na₂HPO₄，
故答案為：NaH₂PO₄+NaOH=Na₂HPO₄+H₂O；NaH₂PO₄和Na₂HPO₄；
（3）當溶液的pH=12時，溶質為Na₃PO₄、NaOH，加水稀釋過程中，鈉離子的物質的量不變，而硫酸根離子的水解程度增大，物質的量減小，則溶液中

c(Na+)

c(P O 3- 4 )

的比值將增大，
故答案為：增大；
（4）將濃度均為0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后，PO₄^3-的水解程度大于HPO₄^2-，則溶液中c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）、c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-），
所得溶液中各離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-）＞c（H⁺）；
（5）溶液中一定滿足電荷守恒，在向磷酸溶液中滴加NaOH溶液的過程中，各離子濃度之間一定存在的等量關系式為：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO₄^2-）+3 c（PO₄^3-）+c（OH^-）+c（H₂PO₄^-），
故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO₄^2-）+3 c（PO₄^3-）+c（OH^-）+c（H₂PO₄^-）．

點評：本題考查了酸堿混合的定性判斷、溶液中各離子濃度大小比較，題目難度稍大，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的計算方法，能夠根據(jù)電荷守恒、物料守恒、鹽的水解原理判斷溶液中各離子濃度大小，試題培養(yǎng)了學生的分析、理解能力．