Question

4．T℃時，pH=2的CH₃COOH和H₂SO₄溶液各1mL，分別加水稀釋到1000mL，其溶液的pH與溶液體積（V）的關(guān)系如圖所示
（1）圖中a點(diǎn)的值為5
（2）若對上述硫酸再稀釋10000倍則溶液中n（H⁺）：n（SO₄^2-）=200：1
（3）在T℃時，醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.0×10^-5，K_w=1.0×10^-13則下列反應(yīng)CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^- 的平衡常數(shù)K=1.0×10^-8．
（4）在T℃時，取原硫酸溶液0.5Vml稀釋到2Vml，與0.1mol/L的NaOH溶液0.15Vml混合后稀釋至10Vml，溶液的pH=10．

Answer 1

分析 （1）弱酸存在電離平衡，強(qiáng)酸完全電離，稀釋過程中強(qiáng)酸的pH變化較大，據(jù)此進(jìn)行分析計算；
（2）對上述硫酸再稀釋10000倍后，氫離子濃度約為1.0×10^-7mol/L，根據(jù)稀釋過程中硫酸根離子的物質(zhì)的量不變計算出硫酸根離子的濃度；
（3）反應(yīng)CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}COOH）•c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$，據(jù)此進(jìn)行計算；
（4）分別根據(jù)n=cV計算出硫酸中氫離子、氫氧化鈉溶液中的氫氧根離子的物質(zhì)的量，然后判斷溶液酸堿性，再計算出混合液中氫離子濃度，最后計算出混合液的pH．

解答 解：（1）T℃時，pH=2的CH₃COOH和H₂SO₄溶液各1mL，分別加水稀釋到1000mL，醋酸在溶液中部分電離，稀釋過程中電離程度增大，則稀釋到1000mL時醋酸的pH＜5，而硫酸為強(qiáng)酸，稀釋后溶液中氫離子濃度為1.0×10^-5mol/L，溶液的pH=5，即a=5，
故答案為：5；
（2）若對上述硫酸再稀釋10000倍，由于溶液中存在水的電離平衡，則氫離子濃度約為1.0×10^-7mol/L；而硫酸根離子濃度為：$\frac{\frac{1}{2}×1{0}^{-5}mol/L}{10000}$=5.0×10^-10mol/L，則溶液中n（H⁺）：n（SO₄^2-）=1.0×10^-7mol/L：5.0×10^-10mol/L=200：1，
故答案為：200：1；　    
（3）在T℃時，醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.0×10^-5，K_w=1.0×10^-13，澤爾反應(yīng)CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-的平衡常數(shù)K=$\frac{c（C{H}_{3}COOH）•c（O{H}^{-}）}{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}$=$\frac{{K}_{w}}{{K}_{a}}$=$\frac{1×1{0}^{-13}}{1×1{0}^{-5}}$=1.0×10^-8，
故答案為：1.0×10^-8；  
（4）在T℃時，取原硫酸溶液0.5Vml稀釋到2VmL，稀釋過程中氫離子的物質(zhì)的量不變，pH=2的硫酸中氫離子濃度為0.01mol/L，則含有氫離子的物質(zhì)的量為：0.01mol/L×5×10^-4V=5×10^-6Vmol，
0.1mol/L的NaOH溶液0.15Vml混合后稀釋至10Vml，稀釋后的溶液中含有氫氧根離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×1.5×10^-4V=1.5×10^-5Vmol，
混合液中氫氧根離子過量，溶液呈堿性，
則混合液中氫氧根離子濃度為：$\frac{1.5×1{0}^{-5}Vmol-5×1{0}^{-6}Vmol}{0.01VL}$=1.0×10^-3mol/L，
該混合液中氫離子濃度為：$\frac{1×1{0}^{-14}}{1×1{0}^{-3}}$mol/L=1.0×10^-10mol/L，
所以混合液的pH=10，
故答案為：10．

點(diǎn)評 本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH得到關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握平衡常數(shù)的概念及計算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及化學(xué)計算能力．