Question

常溫下，將某可溶性一元堿XOH和HCl溶液等體積混合，兩種溶液的濃度和混合后所得溶液的pH如下表，請回答：

實驗編號	XOH物質的量濃度（mol?L-1）	HCl物質的量濃度（mol?L-1）	混合溶液的pH
甲	0.2	0.2	pH=a
乙	c	0.2	pH=7
丙	0.2	0.1	pH＜7
丁	0.1	0.1	pH=5

（1）不考慮其它組的實驗結果，單從甲組情況分析，如何用a （混合溶液的pH）來說明XOH是強堿還是弱堿

 

．
（2）不考慮其它組的實驗結果，單從乙組情況分析，C是否一定等于0.2

 

（選填“是”或“否”）．混合液中離子濃度c（Cl^-）與 c（X⁺）的大小關系是

 

．
（3）丙組實驗結果分析，XOH是

 

堿（選填“強”或“弱”）．該混合溶液中離子濃度由大到小的順序是

 

．
（4）丁組實驗所得混合溶液中由水電離出的c（OH^-）=

 

mol?L^-1．寫出該混合溶液中下列算式的精確結果（不能做近似計算）．
c（Cl^-）-c（X⁺）=

 

mol?L^-1     c（H⁺）-c（XOH）=

 

mol?L^-1．

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）酸堿的物質的量相等，如為強堿，反應后溶液呈中性，如為弱堿，反應后溶液呈堿性；
（2）從溶液電中性的角度分析；
（3）物質的量濃度為0.2mol?L^-1，的XOH與物質的量濃度為0.1mol?L^-1，的HCl反應后溶液呈酸性，由于HCl為強酸，則XOH為弱堿，根據(jù)溶液顯酸性并結合X⁺是弱堿陽離子會發(fā)生水解來對離子濃度進行排序；
（4）等物質的量的XOH和HCl完全反應，溶液呈酸性是由X⁺水解導致的，而且溶液中氫氧根離子和氫離子全部來自于水的電離，而且由水電離出的c（OH^-）=c（H+），據(jù)此分析計算；依據(jù)溶液中電荷守恒和物料守恒計算寫出．

解答： 解：（1）一元堿XOH和HCl溶液等體積混合，兩種溶液的物質的量濃度都為0.2mol/L，則酸堿的物質的量相等，如a=7，說明反應后溶液呈中性，則XOH是強堿，如a＜7，反應后呈酸性，則XOH是弱堿，
故答案為：a=7為強堿，a＜7為弱堿；
（2）反應后溶液呈中性，如XOH為強堿，則c=0.2，如XOH為弱堿，則c＞0.2，僅從乙組情況分析，c不一定等于0.2，由于反應后溶液呈中性，則有c（OH^-）=c（H⁺），根據(jù)溶液呈中性，則有c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），所以c（Cl^-）=c（X⁺），
故答案為：否；c（Cl^-）=c（X⁺）；
（3）物質的量濃度為0.2mol?L^-1，的XOH與物質的量濃度為0.1mol?L^-1，的HCl反應后溶液呈酸性，由于HCl為強酸，則XOH為弱堿；X⁺是弱堿陽離子會發(fā)生水解，在溶液中存在X⁺+H₂O?XOH+H⁺，則c（Cl^-）＞c（X⁺），由于溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），一般來說，鹽類的水解程度較低，則有c（X⁺）＞c（H⁺），所以有：c（Cl^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：弱；（Cl^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）溶液的pH=5，則氫離子濃度為10^-5 mol/L，c（OH^-）=

Kw

c(H+)

=10^-9mol/L，溶液中氫氧根離子和氫離子全部來自于水的電離，OH^-是被X⁺結合后剩下的，故H⁺的濃度才是H₂O電離出的全部，根據(jù)水電離出的c（OH^-）=c（H⁺），故水電離出的c（OH^-）=c（H⁺）=10^-5 mol/L，
一元酸HCl和XOH溶液等體積混合生成XCl溶液，溶液中存在電荷守恒：c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），
依據(jù)上述計算得到：c（Cl^-）-c（X⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-5-10^-9； 
依據(jù)溶液中電荷守恒和物料守恒得到：c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），c（Cl^-）=c（X⁺）+c（XOH），合并得到c（H⁺）-c（XOH）=c（OH^-）=10^-9 mol/L
故答案為：10^-5；10^-5-10^-9；10^-9．

點評：本題考查了物質性質的實驗驗證方法和判斷，主要是強電解質弱電解質的判斷方法，溶液中的電荷守恒、物料守恒是解題關鍵，題目難度中等