Question

14．某溫度下水的離子積為K_W=1×10^-13，若將此溫度下pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合（設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計(jì)），試通過填寫以下不同情況時(shí)兩種溶液的體積比：
（1）若所得混合液為中性，則a：b=10：1；
（2）若所得混合液的pH=2，則a：b=9：2；
（3）若所得混合液的pH=10，則a：b=101：9．

Answer 1

分析 若將此溫度（t℃）下，pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合，此時(shí)NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
（1）溶液呈中性，說明酸和堿恰好完全反應(yīng)，即n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此計(jì)算兩者的體積之比；
（2）若所得混合液的pH=2，根據(jù)c（H⁺）=$\frac{c（酸）V（酸）-c（堿）V（堿）}{V（酸）+V（堿）}$計(jì)算酸堿的體積比．
（3）若所得混合液的pH=10，即溶液中的c（OH^-）=10^-3mol/L，根據(jù)c（OH^-）=$\frac{c（堿）V（堿）-c（酸）V（酸）}{V（酸）+V（堿）}$來計(jì)算．

解答 解：若將此溫度（t℃）下，pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合，此時(shí)NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，則
（1）若所得混合液為中性，則有0.01a=0.1b，a：b=10：1，故答案為：10：1；
（2）若所得混合液的pH=2，則有$\frac{0.1b-0.01a}{a+b}$=0.01，解得：a：b=9：2，
故答案為：9：2；
（3）若所得混合液的pH=10，即溶液中的c（OH^-）=10^-3mol/L，則有：10^-3=$\frac{c（堿）V（堿）-c（酸）V（酸）}{V（酸）+V（堿）}$=$\frac{0.01a-0.1b}{a+b}$
解得a：b=101：9，故答案為：101：9．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸堿混合的定性判斷，會(huì)根據(jù)溶液的酸堿性及電荷守恒判斷離子濃度大小，注意（2）中水的離子積常數(shù)是10^-13而不是10^-14，否則會(huì)導(dǎo)致錯(cuò)誤，為易錯(cuò)點(diǎn)．