Question

4．有下列四種溶液：①100mL  0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液  ②100mL 0.15mol•L^-1鹽酸③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸，請回答下列問題：
（1）上述溶液中，溶液PH最小的是①水電離出的c（H⁺）最大的是④與足量鋅反應產(chǎn)生氫氣的量最少的是②（填編號）
（2）已知氨水的電離常數(shù)為4.0×10^-5，則常溫下0.1mol•L^-1的氨水的PH=9.6（已知lg5=0.7）

Answer 1

分析 （1）氫離子濃度越大，溶液的pH越小，弱電解質(zhì)部分電離，強電解質(zhì)完全電離，弱電解質(zhì)的濃度越大，氫離子濃度越大，據(jù)此pH溶液pH大小；酸溶液中，氫離子濃度越大，水的電離程度越小，水電離出的c（H⁺）最大，則酸溶液中氫離子濃度最��；鋅足量，生成氫氣的量取決于溶質(zhì)中含有的氫離子的總物質(zhì)的量；
（2）設出氨水電離出的氫氧根離子濃度為x，然后利用電離平衡常數(shù)計算出x，再計算出氨水中氫離子濃度，最后得出該氨水的pH．

解答 解：（1）：①100mL 0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.2mol/L；
②100mL 0.15mol•L^-1鹽酸中氫離子濃度為0.15mol/L；
③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸中，醋酸部分電離，則氫離子濃度小于0.2mol/L；
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸中氫離子濃度小于0.1mol/L；
根據(jù)分析可知，各溶液中氫離子濃度最大的為①，則溶液的pH最小的為①；
四種溶液中，氫離子濃度最小的為④，則④對水的電離的抑制程度最小，其溶液中水電離的氫離子濃度最大；
①100mL  0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中能夠提供的氫離子的總物質(zhì)的量為：0.1mol/L×2×0.1L=0.02mol；
②100mL 0.15mol•L^-1鹽酸中能夠提供的氫離子的物質(zhì)的量為：0.15mol×0.1L=0.015mol；
③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸中最多能夠提供氫離子：0.2mol/L×0.1L=0.02mol；
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸中能夠提供的氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×0.1L=0.02mol；
根據(jù)分析可知，能夠提供氫離子的物質(zhì)的量最小的為②，則與足量鋅反應生成氫氣最少的為②，
故答案為：①；④；②；
（2）已知氨水的電離常數(shù)為4.0×10^-5，設常溫下0.1mol•L^-1的氨水中氫氧根離子、銨根離子濃度為x，則一水合氨的濃度為0.1-x，
根據(jù)氨水的電離平衡常數(shù)可得：K_b=$\frac{x×x}{0.1-x}$=4.0×10^-5，由于x的值較小，則0.1-x≈0.1，所以x≈4.0×10^-5mol/L，
該氨水中氫離子濃度為：$\frac{1×1{0}^{-14}}{4.0×1{0}^{-5}}$mol/L=2.5×10^-10mol/L，
所以該氨水的pH=-lg2.5×10^-10=10-lg2.5=10+1-2lg5=11-1.4=9.6，
故答案為：9.6．

點評 本題考查了溶液pH的計算、弱電解質(zhì)的電離及其影響，題目難度中等，明確溶液pH的表達式為解答關鍵，注意掌握弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響因素，試題培養(yǎng)了學生的靈活應用能力．