Question

16．按要求填寫下列問題：
（1）在常溫下，將體積為VaL、pH為a的稀硫酸和體積為VbL、pH為b的燒堿溶液混合，若所得混合液為中性．如果a+b=15，則Va：Vb=10：1．
某溫度時(shí)，水的離子積常數(shù)Kw=1×10^-13．在此溫度下，將pH=a的硫酸溶液VaL與pH=b的NaOH溶液VbL混合，若所得混合液為中性，如果a+b=12，則Va：Vb=1：10．
（2）中和相同體積，相同pH的Ba（OH）₂、NH₃•H₂O、NaOH三種稀溶液所用相同濃度的鹽酸的體積分別為V₁、V₂、V₃，則三種關(guān)系為V₂＞V₃=V₁（用“V₁、V₂、V₃”和“＞、＜、=”表示）．
（3）今有A．鹽酸  B．醋酸  C．硫酸三種酸：
①在同體積、同pH的三種酸中，分別加入足量的碳酸氫鈉粉末，在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是b＞a=c．（填酸的序號并用符號“＞、＜、=”連接，下同）
②在同體積、同pH的三種酸中，同時(shí)加入形狀、密度、質(zhì)量完全相同的鋅粒，若產(chǎn)生相同體積的氫氣（同溫同壓下），則開始反應(yīng)時(shí)速率大小關(guān)系是b=a=c，反應(yīng)所用時(shí)間長短關(guān)系是a=c＞b．

Answer 1

分析 （1）在常溫下，有體積為V_a升、pH值為a的稀硫酸和體積為V_b升，pH值為b的燒堿溶液混和，若所得混合液為中性．說明氫離子和氫氧根離子前后反應(yīng)，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=15，計(jì)算得到V_a：V_b；
根據(jù)該溫度下水的離子積計(jì)算出氫氧化鈉的濃度、硫酸中氫離子濃度，然后根據(jù)反應(yīng)后溶液顯示中性計(jì)算出兩溶液的體積之比；
（2）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時(shí)，其濃度大于NaOH，然后結(jié)合酸堿中和時(shí)c（OH^-）越大，消耗酸越多；
（3）①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質(zhì)的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，酸中氫離子的物質(zhì)的量與生成二氧化碳的體積成正比；
②反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比；酸中氫離子濃度越大，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)時(shí)間越短，反應(yīng)過程中醋酸不斷電離．

解答 解：（1）體積為V_a升、pH值為a的稀硫酸和體積為V_b升，pH值為b的燒堿溶液混和，若所得混合液為中性．說明氫離子和氫氧根離子前后反應(yīng)，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=15，計(jì)算得到V_a：V_b =10^-14+a+b=10^-10=10：1；
某溫度時(shí)，水的離子積常數(shù)Kw=1×10^-13．在此溫度下，將pH=a的硫酸溶液VaL與pH=b的NaOH溶液VbL混合，若所得混合液為中性，如果a+b=12，則V_a：V_b =10^-13+a+b=10^-10=1：10；
故答案為：1：10；1：10；
（2）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，用去酸的體積V₁=V₃，
但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時(shí)，其濃度大于NaOH，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，弱堿繼續(xù)電離產(chǎn)生氫氧根離子，則消耗酸多，即V₃＜V₂，
所以消耗酸的體積關(guān)系為：V₃＞V₂=V₁，
故答案為：V₂＞V₃=V₁；
（3）醋酸和鹽酸都是一元酸，醋酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，硫酸是二元強(qiáng)酸，所以醋酸中存在電離平衡，氯化氫和硫酸完全電離，
①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質(zhì)的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，分別加入足量的碳酸鈉粉末，氫離子的物質(zhì)的量越大，生成的二氧化碳體積越大，硫酸和鹽酸中生成的二氧化碳體積相同，醋酸中生成的二氧化碳體積最大，所以在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是b＞a=c，
故答案為：b＞a=c；
②反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比，開始時(shí)這三種溶液中氫離子濃度相等，所以開始反應(yīng)速率相等，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸不斷電離出氫離子，鹽酸和硫酸不再電離出氫離子，所以反應(yīng)過程中氫離子濃度醋酸最大，硫酸和鹽酸中相等，所以反應(yīng)速率醋酸＞硫酸=鹽酸，即醋酸用的時(shí)間最少，則反應(yīng)時(shí)間a=c＞b，
故答案為：a=b=c；a=c＞b．

點(diǎn)評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)是解本題關(guān)鍵，知道反應(yīng)過程、稀釋構(gòu)成中醋酸都不斷電離出氫離子，反應(yīng)速率只與氫離子濃度有關(guān)，與電解質(zhì)強(qiáng)弱無關(guān)，為易錯點(diǎn)，題目難度中等．