Question

現(xiàn)有濃度均為0.1mol/L的下列溶液：①氫氧化鈉、②硫酸、③氯化銨、④硫酸氫銨、⑤硫酸銨、⑥氨水，請回答下列問題：
（1）①、②溶液中由水電離出的H⁺濃度之比是

 

．
（2）③、④、⑤、⑥三種溶液中NH₄⁺濃度由大到小的順序是（填序號）

 

．
（3）將②和③等體積混合后，混合液中各離子濃度由大到小的順序是

 

．
（4）⑤中利用電荷守恒的等量關(guān)系式是

 

（5）某溫度（t℃）時，測得0.01mol?L^-1的NaOH溶液的pH為11，則該溫度下水的K_w=

 

．在此溫度下，將pH=a的NaOH溶液V_aL與pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合，若所得混合液為中性，且a=12，b=2，則V_a：V_b=

 

．

Answer 1

考點：水的電離,弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,鹽類水解的應(yīng)用

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）硫酸溶液和氫氧化鈉溶液都抑制了水的電離，硫酸中的氫氧根離子、氫氧化鈉溶液中的氫離子是水電離的，據(jù)此并結(jié)合題中數(shù)據(jù)計算出兩溶液中水電離的氫離子濃度之比；
（2）從鹽類的水解和弱電解質(zhì)的電離程度角度分析；
（3）將②和③等體積混合后，NH₄⁺發(fā)生水解減小了銨根離子濃度、增大了氫離子濃度，硫酸根離子濃度等于氯離子濃度；
（4）硫酸銨中含有的陽離子有：H⁺、NH₄⁺，陰離子有：SO₄ ^2-、OH^-；
（5）c（H⁺）×c（OH^-）=Kw，混合溶液呈中性，且硫酸和氫氧化鈉都是強電解質(zhì)，所以酸中氫離子物質(zhì)的量和堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量相等．

解答： 解：（1）①0.1mol/L氫氧化鈉溶液，抑制了水的電離，溶液中氫離子是水電離的，水電離的氫離子濃度為：c（H⁺）=

10-14

10-1

mol/L=10^-13mol/L；
②0.1mol/L硫酸溶液，抑制了水的電離，溶液中的氫氧根離子為水電離的，水電離的氫離子與氫氧根離子濃度相等，所以水電離的氫離子濃度為：c（H⁺）=

10-14

2×10-1

mol/L=5×10^-14mol/L；
兩種溶液，由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）之比①：②=10^-13mol/L：5×10^-14mol/L=2：1，
故答案為：2：1；
（2）③氯化銨、④硫酸氫銨、⑤硫酸銨、⑥氨水溶液中存在：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，其中硫酸銨溶液中銨根離子濃度最大，氯化銨次之，硫酸氫銨存在大量的H⁺，抑制NH₄⁺的水解，氨水為弱電解質(zhì)，難以電離，在這五種溶液中NH₄⁺最小，合液中各離子濃度由大到小的順序是：⑤③④⑥；
故答案為：⑤③④⑥；
（3）將②和③等體積混合后，銨根離子發(fā)生水解減小了銨根離子濃度、增大了氫離子濃度，氫離子濃度最大，硫酸根離子濃度等于氯離子濃度，氫氧根離子濃度最小，因此混合液中各離子濃度由大到小的順序是c（H⁺）＞c（SO₄ ^2-）＞c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（H⁺）＞c（SO₄ ^2-）＞c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（4）硫酸銨中含有的陽離子有：H⁺、NH₄⁺，陰離子有：SO₄ ^2-、OH^-，電荷守恒式為：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄ ^2-）+c（OH^-），
故答案為：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄ ^2-）+c（OH^-）；
（5）0.01mol?L^-1  的NaOH溶液的pH=11，則c（H⁺）=10^-11 mol/L，氫氧化鈉是強堿，完全電離，所以氫氧根離子濃度等于氫氧化鈉濃度=0.01mol/L，
則Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=10^-11×10^-2=1.0×10^-13；
混合溶液呈中性，且硫酸和氫氧化鈉都是強電解質(zhì)，所以酸中氫離子物質(zhì)的量和堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，pH=a的NaOH溶液中氫氧根離子濃度=10^a-15 mol/L，
pH=b的H₂SO₄溶液氫離子濃度=10^-b mol/L，10^a-13 mol/L×V_aL=10^-b mol/L×V_bL且a=12，b=2，Z則V_a：V_b=1：10，
故答案為：1.0×10^-13；1：10．

點評：本題考查溶液離子濃度大小的比較以及鹽類的水解和弱電解質(zhì)的電離、離子積常數(shù)的有關(guān)計算等問題，題目難度較大，正確得出水的離子積常數(shù)是解本題關(guān)鍵，難度中等．