Question

3．下列液體均處于常溫下
（1）將pH=10和pH=12的NaOH溶液以1：2的體積比混合，則混合后所得溶液的pH約為11.7
（2）pH=6的H₂SO₄溶液加水稀釋100倍，則溶液中H⁺與SO₄^2-的濃度比等于20：1
（3）用pH=4，和pH=11的強酸和強堿混合，使pH=10，則兩溶液的體積比V_酸：V_堿為9：2．

Answer 1

分析 （1）25℃時，K_W=c（H⁺）•c（OH^-）=10^-7×10^-7=10^-14，兩種堿溶液混合，先計算出混合后溶液的c（OH^-），再根據(jù)溶液的Kw計算出溶液的c（H⁺），然后根據(jù)PH=-lg（c（H⁺）求PH值；
（2）依據(jù)pH=-lg[H⁺]，計算pH=6的硫酸溶液中，氫離子的物質(zhì)的量濃度，依據(jù)H₂SO₄=2H⁺+SO₄^2-，計算硫酸根離子的濃度；稀釋100倍，此時溶液接近中性，氫離子濃度不可能小于1×10^-7mol/L，只能無限接近1×10^-7mol/L，而稀釋過程中硫酸根的物質(zhì)的量不變，計算稀釋后溶液中硫酸根的物質(zhì)的量濃度，據(jù)此計算解答；
（3）pH=4的強酸溶液中c（H⁺）=10^-4mol/L，pH=11的強堿溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L，混合液的pH=10，則混合溶液中c（OH^-）=10^-4mol/L=$\frac{c（O{H}^{-}）{•V}_{堿}-c（{H}^{+}）•{V}_{酸}}{{V}_{酸}+{V}_{堿}}$，據(jù)此計算酸堿體積之比．

解答 解：（1）25℃時，K_W=c（H⁺）•c（OH^-）=10^-7×10^-7=10^-14，pH=10的NaOH溶液中c（OH^-）=1×10^-4mol/L，pH=12的NaOH溶液中c（OH^-）=1×10^-2mol/L，混合后c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}+1{0}^{-2}}{2}$mol/L≈$\frac{1{0}^{-2}}{2}$mol/L，
則溶液中的c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{\frac{1{0}^{-2}}{2}}$mol/L=2.0×10^-12mol/L，所以該溶液的pH=12-lg2=11.7，
故答案為：11.7；
（2）由pH=-lg[H⁺]可知pH=5的硫酸溶液中c（H⁺）=1×10^-6mol/L，硫酸為強電解質(zhì)完全電離，氫離子濃度為硫酸根離子濃度2倍，所以c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1×10^-6mol/L=5×10^-7mol/L；
溶液稀釋100倍后，氫離子濃度不可能小于1×10^-7mol/L，只能無限接近1×10^-7mol/L；
硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=5×10^-7mol/L×$\frac{1}{100}$=5×10^-9mol/L，
稀釋后溶液中H⁺離子濃度與SO₄^2-離子濃度比值約為：1×10^-7mol/L：5×10^-9mol/L：=20：1，
故答案為：20：1；
（3）pH=4的強酸溶液中c（H⁺）=10^-4mol/L，pH=11的強堿溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L，混合液的pH=10，即混合后顯堿性：c（OH^-）=10^-4mol/L，
設強酸的體積為aL，強堿的體積為bL，
則有：混合溶液中c（OH^-）=10^-4mol/L=$\frac{c（O{H}^{-}）{•V}_{堿}-c（{H}^{+}）•{V}_{酸}}{{V}_{酸}+{V}_{堿}}$=$\frac{1{0}^{-3}mol/L×bL-1{0}^{-4}mol/L×aL}{（a+b）L}$，解得a：b=9：2，
故答案為：9：2．

點評 本題考查了溶液酸堿性與溶液pH的計算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關系為解答關鍵，注意掌握pH的概念及表達式，試題培養(yǎng)了學生的分析能力及化學計算能力．