Question

【題目】T℃時，pH = 2的CH3COOH和H2SO4溶液各1mL，分別加水稀釋到1000 mL，其溶液的pH與溶液體積(V)的關系如圖所示

（1）圖中a點的值為_________________

（2）若對上述硫酸再稀釋10000倍則溶液中n (H+) ：n(SO42-)=_______

（3）在T℃時，醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.0×10-5， Kw=1.0×10-13則下列反應CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 的平衡常數(shù)K=_____________。

（4）在T℃時，取pH=2的硫酸溶液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=___________。

Answer 1

【答案】5200:11.010-810

【解析】

對于硫酸來說，硫酸是二元強酸，在溶液中完全電離，電離方程式是：H2SO4=2H++SO42-，溶液的pH=2，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L，當其稀釋1000倍后，溶液中的c(H+)=10-5mol/L，溶液的pH=5；對于醋酸來說，是一元弱酸，在溶液中存在電離平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，主要以電解質分子存在，溶液的pH=2，從c（CH3COOH）> c(H+)=10-2mol/L；當其稀釋1000倍后，已電離的氫離子濃度是原來的1/1000，由于溶液中存在電離平衡，未電離的醋酸分子會進一步電離出H+，所以溶液中的氫離子濃度大于原來的1/1000，則溶液的pH<5，據(jù)此分析。

（1）根據(jù)以上分析a=5，

因此，本題正確答案為：5；

（2）對于pH=2硫酸來說，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L，c(SO42-)= c(H+)=5×10-3mol/L，若對上述硫酸溶液稀釋1000倍后，再稀釋10000倍，則溶液幾乎是中性溶液，c(H+)=10-7mol/L，c(SO42-)=5×10-3mol/L×10-3×10-4=5×10-10mol/L，則c (H+) ：c(SO42-)=10-7mol/L: 5×10-10mol/L=200:1，由于溶液體積相等，所以二者的物質的量之比等于它們的物質的量濃度之比，故n (H+) ：n(SO42-)=200:1，

因此，本題正確答案為：200:1；

（3）在T℃時，醋酸的電離平衡常數(shù)K=1.0×10-5， Kw=1.0×10-13則下列反應CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 的平衡常數(shù)K==c(H+)c(OH-)==1.0×10-8，

因此，本題正確答案為：1.0×10-8；

（4）在T℃時，取pH=2的硫酸溶液0.5VmL稀釋到2VmL，體積是原來的4倍，濃度是原來的1/4，在開始時溶液的pH=2，c(H+)=10-2mol/L，則在0.5VmL該溶液中含有氫離子的物質的量是n(H+)=10-2mol/L×5V×10-4L=5V×10-6mol；0.1mol/L的NaOH溶液c(OH-)=0.1mol/L，當其體積是0.15VmL時其中含有氫氧根離子的物質的量是n(OH-)=0.1mol/L×0.15V×10-3L=1.5V×10-5mol，當二者混合時發(fā)生酸堿中和反應，根據(jù)酸堿中和反應的實質：H++OH-=H2O可知堿過量，則反應后的溶液的n(OH-)=1.5V×10-5mol-5V×10-6mol=1V×10-5mol，混合后溶液的體積是10VmL=10.5VmL=10-2VL，c(OH-)==10-3mol/L，在T℃時，Kw=1.0×10-13，則該溶液中c(H+)=mol/L=10-10mol/L，所以pH=10，

因此，本題正確答案為：10。