Question

2．25℃時(shí)，將體積為V_a、pH=a的某一元酸與體積V_b、pH=b的某一元堿混合，請(qǐng)完成下列各題．
（1）若a+b=14，2V_a=V_b，堿是NaOH，反應(yīng)后所得溶液pH小于7．由此你能得到的結(jié)論是酸是一種弱酸．
（2）若a+b=13，酸是鹽酸，堿是b=12的KOH，現(xiàn)用鹽酸滴定50.00mL KOH溶液，當(dāng)?shù)味ǖ饺芤旱膒H=2時(shí)，消耗鹽酸的體積V=11.11mL．
（3）若已知V_a＜V_b和a=0.5b，酸是強(qiáng)酸，堿是強(qiáng)堿，酸和堿恰好中和，則a的取值范圍是$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$_．

Answer 1

分析 （1）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，堿中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-amol•L^-1，可見酸中c（H⁺）與堿中c（OH^-）相等，2V_a=V_b混合后溶液的pH小于7，說明溶液呈酸性，應(yīng)為弱酸與強(qiáng)堿的組合；
（2）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，堿中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-（a+1）mol•L^-1，據(jù)滴定過程中，氫離子濃度=$\frac{n（{H}^{+}）}{{V}_{混合液}}$計(jì)算．
（3）pH=a的強(qiáng)酸c（H⁺）=10^-amol/L，pH=b的強(qiáng)堿c（OH^-）=10^b-14mol/L，恰好中和，則有Va×10^-a=Vb×10^b-14，結(jié)合Va＜Vb，a=0.5b計(jì)算．

解答 解：（1）解：pH=a的酸的溶液中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，
a+b=14，則pH=b的堿中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-amol•L^-1，
可見酸中c（H⁺）與堿中c（OH^-）相等，2V_a=V_b混合后溶液的pH小于7，說明溶液呈酸性，應(yīng)為弱酸與強(qiáng)堿的組合，
故答案為：酸是一種弱酸；
（2）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，堿中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-（a+1）mol•L^-1，pH=2時(shí)，c（H⁺）=10^-2mol/L=$\frac{1{0}^{-1}mol/L×VL-1{0}^{-（a+1）}×0.05L}{VL+0.05L}$，解得：V=0.0111L=11.11mL，
故答案為：11.11；
（3）pH=b的某一元強(qiáng)堿溶液呈堿性，則b＞7，
a=0.5b，則a＞0.5×7=3.5，即a＞$\frac{7}{2}$；
pH=a的強(qiáng)酸c（H⁺）=10^-amol/L，pH=b的強(qiáng)堿c（OH^-）=10^b-14mol/L，恰好中和，則有Va×10^-a=Vb×10^b-14，
可得：$\frac{{V}_{a}}{{V}_}$=10^a+b-14，
Va＜Vb，則10^a+b-14＜1，即：a+b＜14，又a=0.5b，則a+2a＜14，
3a＜14，則a＜$\frac{14}{3}$，
所以：$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$，
故答案為：$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計(jì)算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握溶液pH的概念及表達(dá)式，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．