Question

20．按要求填寫下列相關內容：
（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．如果a+b=13，則V_a：V_b=1：10．
某溫度時，水的離子積常數K_W=1×10^-13．在此溫度下，將pH=a的硫酸溶液V_a L與pH=b的NaOHV_b L混合，若所得混合液為中性，如果a+b=13，則V_a：V_b=1：1．
（2）中和相同體積，相同pH的Ba（OH）₂、NaOH、和NH₃•H₂O三種稀溶液所用相同濃度的鹽酸的體積分別為V₁、V₂、V₃，則三者關系為V₃＞V₂=V₁．
（3）今有 a．鹽酸        b．硫酸        c．醋酸      三種酸：
①在同體積、同pH的三種酸中，分別加入足量的碳酸鈉粉末，在相同條件下產生CO₂的體積由大到小的順序是c＞a=b．（填酸的序號和符號＞、＜、=表示，下同）．
②在同體積、同pH的三種酸中，同時加入形狀、密度、質量完全相同的鋅粒，若產生相同體積的氫氣（同溫同壓下），則開始反應時速率大小關系是b=a=c，反應所用時間長短關系是b=a＞c．

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，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=13，計算得到V_a：V_b；
根據該溫度下水的離子積計算出氫氧化鈉的濃度、硫酸中氫離子濃度，然后根據反應后溶液顯示中性計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，其濃度大于NaOH，然后結合酸堿中和時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的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質的量大于鹽酸，酸中氫離子的物質的量與生成二氧化碳的體積成正比；
②反應速率與氫離子濃度成正比；酸中氫離子濃度越大，反應速率越快，反應時間越短，反應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，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=13，計算得到V_a：V_b =10^-14+a+b=10^-10=1：10；
若所得混合溶液為中性，pH=b的NaOH溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，c（OH^-）=$\frac{1×1{0}^{-13}}{1{0}^{-b}}$mol/L
pH=a的硫酸溶液中c（H⁺）=10^-amol/L，因c（H⁺）×V_a=c（OH^-）×V_b，則10^-a×V_a=$\frac{1×1{0}^{-13}}{1{0}^{-b}}$×V_b，則V_a：V_b=1：1，
故答案為：1：10；1：1；
（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=V₂，
但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時，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)電離產生氫氧根離子，則消耗酸多，即V₂＜V₃，
所以消耗酸的體積關系為：V₃＞V₂=V₁，
故答案為：V₃＞V₂=V₁；
（3）醋酸和鹽酸都是一元酸，醋酸是弱酸，鹽酸是強酸，硫酸是二元強酸，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的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質的量大于鹽酸，分別加入足量的碳酸鈉粉末，氫離子的物質的量越大，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生CO₂的體積由大到小的順序是c＞a=b，
故答案為：c＞a=b；
②反應速率與氫離子濃度成正比，開始時這三種溶液中氫離子濃度相等，所以開始反應速率相等，隨著反應的進行，醋酸不斷電離出氫離子，鹽酸和硫酸不再電離出氫離子，所以反應過程中氫離子濃度醋酸最大，硫酸和鹽酸中相等，所以反應速率醋酸＞硫酸=鹽酸，則反應時間c＜a=b，
故答案為：a=b=c；c＜a=b．

點評 本題考查了弱電解質的電離，明確弱電解質電離特點是解本題關鍵，知道反應過程、稀釋構成中醋酸都不斷電離出氫離子，反應速率只與氫離子濃度有關，與電解質強弱無關，為易錯點，題目難度中等．