Question

16．常溫下有下列幾種情況
（1）pH=13的強堿和pH=2的強酸混合，所得溶液的pH=11，那么強堿和強酸的體積比1：9
（2）若1體積硫酸恰好與10體積pH=11的NaOH的溶液完全反應，則二者物質的量濃度之比應為5：1
（3）某HCl溶液pH=a，某NaOH溶液pH=b，V₁L鹽酸溶液與V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，問：
若a+b=14  則V₁/V₂=1：1    若a+b=13  則V₁/V₂=1：10
若a+b=15  則V₁/V₂=10：1    若a+b＞14  則V₁/V₂=10^a+b-14（填表達式）且V₁＞V₂（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）pH=13的強堿溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，pH=2的強酸溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，混合液的pH=11，則混合溶液中c（OH^-）=10^-3mol/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；
（2）若1體積硫酸恰好與10體積pH=11的NaOH的溶液完全反應，說明酸的物質的量是堿的一半，pH=11的c（NaOH）=0.001mol/L，2n（H₂SO₄）=n（NaOH）；
（3）25℃時、有pH為a的HCl溶液和pH為b的NaOH溶液，V₁L鹽酸溶液與V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，說明二者恰好完全反應生成NaCl，則n（HCl）=n（NaOH），c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14，據(jù)此分析解答．

解答 解：（1）pH=13的強堿溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，pH=2的強酸溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，混合液的pH=11，則混合溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L=$\frac{c（O{H}^{-}）V（堿）-c（{H}^{+}）V（酸）}{V（酸）+V（堿）}$=$\frac{0.1×V（堿）-0.01×V（酸）}{V（酸）+V（堿）}$，則強堿和強酸的體積1：9，
故答案為：1：9；
（2）若1體積硫酸恰好與10體積pH=11的NaOH的溶液完全反應，說明酸的物質的量是堿的一半，pH=11的c（NaOH）=0.001mol/L，2n（H₂SO₄）=n（NaOH），設硫酸的濃度為xmol/L，硫酸的體積為1L、氫氧化鈉的體積為10L，
則2×x=0.001×10，x=0.005，則硫酸和氫氧化鈉的物質的量濃度之比=0.005mol/L：0.001mol/L=5：1，
故答案為：5：1；
（3）25℃時、有pH為a的HCl溶液和pH為b的NaOH溶液，V₁L鹽酸溶液與V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，說明二者恰好完全反應生成NaCl，則n（HCl）=n（NaOH），
如果a+b=14，則c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，則$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=1：1；
如果a+b=13，則c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，則$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14=1：10；
如果a+b=15，則c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，則$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14=10：1；
若a+b＞14，則$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14＞1，即Va＞Vb；
故答案為：1：1；1：10；10：1；10^a+b-14；＞．

點評 本題考查酸堿混合溶液定性判斷及pH值的有關計算，為高頻考點，側重考查學生分析計算能力，明確反應前酸堿的物質的量關系是解本題關鍵，難點是（3）題有關計算，題目難度中等．