Question

12．某溫度（t℃）時(shí)，水的離子積為K_w=1×10^-13．若將此溫度下pH=11的苛性鈉溶液aL與pH=1的稀硫酸bL混合（設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計(jì)），試通過(guò)計(jì)算填寫(xiě)以下不同情況時(shí)兩種溶液的體積比和各種離子濃度的排列順序．
（1）若所得混合溶液為中性，則a：b=10：1；此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）．
（2）若所得混合溶液的pH=2，則a：b=9：2．此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

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(shuō)明酸和堿恰好完全反應(yīng)，根據(jù)溶液的酸堿性及電荷守恒確定離子濃度大��；
（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，根據(jù)溶液的酸堿性及物料守恒判斷離子濃度大�。�

解答 解：pH=11的NaOH溶液中氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=0.1mol/L，則：
（1）若所得混合液為中性，則有：0.01a=0.1b，
解得：a：b=10：1；
混合溶液呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒得：c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ），該溶液為鹽溶液，硫酸根離子濃度大于氫離子濃度，所以離子濃度大小順序是：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案為：10：1； c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
（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；
溶液呈酸性，則：c（H⁺）＞c（OH^-），
溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，硫酸根離子濃度為：$\frac{0.05×2}{2+9}$mol/L=0.009mol/L，
所以氫離子濃度大于硫酸根離子濃度，根據(jù)物料守恒知，c（SO₄^2-）＞（Na⁺），氫氧根離子濃度最小，
所以離子濃度大小順序?yàn)椋篶（H⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-），
故答案為：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸堿混合的定性判斷、離子濃度大小比較，題目難度中等，注意掌握根據(jù)溶液的酸堿性及電荷守恒判斷離子濃度大小的方法，注意題中水的離子積常數(shù)是10^-13而不是10^-14，為易錯(cuò)點(diǎn)，試題培養(yǎng)了學(xué)生的化學(xué)計(jì)算能力．