Question

11．根據(jù)題意，完成下列問題．
（1）常溫下，將1mL 0.05mol/L的H₂SO₄溶液加水稀釋至100mL，稀釋后溶液的PH=3．若將PH=5的硫酸溶液稀釋500倍，稀釋后溶液中C（SO₄^2-）：C（H⁺）=1：10
（2）某溫度時，測得0.01mol•L^-1的NaOH溶液的pH為11，該溶液與PH=5的HCl溶液等體積混合（混合后溶液體積變化忽略不計），混合后溶液PH=10.7．
（3）常溫下，pH=5的H₂SO₄溶液中由水電離出的H⁺的濃度為c₁；pH=5的Al₂（SO₄）₃溶液中由水電離出的H⁺的濃度為c₂，溶液中$\frac{{c}_{1}}{{c}_{2}}$=1：10000．
（4）常溫下，pH=13的Ba（OH）₂溶液aL與pH=3的H₂SO₄溶液bL混合（混合后溶液體積變化忽略不計），若所得混合溶液呈中性，則a：b=1：100．若所得混合溶液pH=12，則a：b=11：90．

Answer 1

分析 （1）1mL0.05mol/L的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，加水稀釋至100mL后，溶液體積變?yōu)?00倍，則氫離子濃度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{100}$；稀釋過程中硫酸的物質(zhì)的量不變，當溶液接近中性時要考慮水的電離，所以將pH=5的硫酸溶液稀釋500倍后，溶液中的SO₄^2-的濃度成比例下降，但H⁺濃度降到10^-7mol/L便不再下降；
（2）0.01mol•L^-1的NaOH溶液中氫氧根濃度為0.01mol/L，而pH為11，即氫離子濃度為10^-11mol/L，則可知該溫度下水的離子積Kw=10^-13，將0.01mol•L^-1的NaOH溶液與pH=5的鹽酸等體積混合后，溶液顯堿性，根據(jù)c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{{V}_{混}}$來計算；
（3）pH=5的H₂SO₄的溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₁=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，pH=5的Al₂（SO₄）₃溶液溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₂=10^-5mol/L；
（4）若所得混合溶液呈中性，aL×0.1mol/L=bL×0.001mol/L；若所得混合溶液pH=12，則堿過量，所以$\frac{a×0.1-b×0.001}{a+b}$=0.01mol/L．

解答 解：（1）1mL0.05mol/L的H₂SO₄溶液中氫離子濃度為0.1mol/L，加水稀釋至100mL后，溶液體積變?yōu)?00倍，則氫離子濃度變?yōu)樵瓉淼?\frac{1}{100}$，即稀釋后氫離子濃度為10^-3mol/L，則pH=3；pH為5的溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=1×10^-5mol/L，硫酸根離子的濃度為：c（SO₄^2-）=5×10^-6mol/L，
溶液稀釋500倍后，氫離子濃度不可能小于1×10^-7mol/L，只能無限接近1×10^-7mol/L，而硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=1×10^-8mol/L，
所以稀釋后溶液中硫酸根離子與氫離子濃度之比為：1×10^-8mol/L：1×10^-7mol/L=1：10．
故答案為：3；1：10；
（2）0.01mol•L^-1的NaOH溶液中氫氧根濃度為0.01mol/L，而pH為11，即氫離子濃度為10^-11mol/L，則可知該溫度下水的離子積Kw=10^-13．將0.01mol•L^-1的NaOH溶液與pH=5的鹽酸等體積混合后，氫氧化鈉過量，溶液顯堿性，故混合溶液中c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{{V}_{混}}$=$\frac{0.01mol/L×VL-1{0}^{-5}mol/L×VL}{2VL}$≈5×10^-3mol/L，則溶液中c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-13}}{5×1{0}^{-3}}$=2×10^-11mol/L，則pH=-lg2×10^-11=10.7，故答案為：10.7；
（3）硫酸溶液中的氫氧根離子、硫酸鋁溶液中的氫離子是水電離的，pH=5的硫酸溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₁=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，pH=5的Al₂（SO₄）₃溶液中由水電離出的H⁺濃度為c₂=10^-5mol/L，則c₁：c₂=10^-9mol/L：10^-5mol/L=1：10000，
故答案為：1：10000；
（4）若所得混合溶液呈中性，則硫酸中的氫離子與氫氧化鋇的氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，即：aL×0.1mol/L=bL×0.001mol/L，解得a：b=1：100；
若所得混合溶液pH=12，溶液顯示堿性，堿過量，則：$\frac{a×0.1-b×0.001}{a+b}$=0.01mol/L，解得a：b=11：90，
故答案為：1：100；11：90．

點評 本題考查酸堿混合pH的計算、水的電離及其影響因素，明確濃度與pH的換算、酸堿混合溶液為中性、堿性時離子濃度的關(guān)系等是解答本題的關(guān)鍵，題目難度中等．