Question

4．根据所学知识回答下列问题：
（1）有pH均为2的a盐酸、b醋酸两瓶溶液．与足量锌反应放出等体积H₂所需时间的长短顺序是a＞b（用“＞”、“＜”、“=”表示，下同）；完全中和等物质的量的NaOH溶液需两种酸的体积大小顺序是a＞b．
（2）已知：25℃时水的离子积为1×10^-14．试回答：
①取pH=5的H₂SO₄溶液1mL加水稀释至1000mL后溶液中c（H⁺）：c（SO₄^2-）=20：1．
②将体积为V_a、pH=13的NaOH溶液与体积为V_b、pH=1的H₂SO₄溶液混合：
若所得混合液为中性，则V_a：V_b=1：1；
若所得混合液pH=2，则V_a：V_b=9：11．

Answer 1

分析 （1）醋酸为弱酸，等pH时醋酸的浓度较大；
（2）①由硫酸溶液pH=5，计算原溶液中c（H⁺），原溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺），稀释1000倍，此时溶液接近中性，氢离子浓度不可能小于1×10^-7mol/L，只能无限接近1×10^-7mol/L，而稀释过程中硫酸根的物质的量不变，计算稀释后溶液中硫酸根的物质的量浓度；
②体积为V_a、pH=13的NaOH溶液与体积V_b、pH=1的H₂SO₄溶液混合，恰好中和，则：V_a•10^-1=V_b•10^-1；
计算n（H⁺）、n（OH^-），反应后pH=2，计算出反应后c（H⁺）与体积的关系，可确定V_a：V_b．

解答 解：（1）醋酸为弱酸，等pH时醋酸的浓度较大，与锌反应时醋酸的速率大，则生成等体积的氢气，盐酸反应的时间较长，完全中和等物质的量的NaOH溶液，需要醋酸的体积较小，
故答案为：＞；＞；
（2）①pH为5的溶液中氢离子浓度为：c（H⁺）=1×10^-5mol/L，硫酸根离子的浓度为：c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1×10^-5mol/L=5×10^-6mol/L；
溶液稀释1000倍后，氢离子浓度不可能小于1×10^-7mol/L，只能无限接近1×10^-7mol/L，而硫酸根离子浓度为：c（SO₄^2-）=5×10^-6mol/L×$\frac{1}{1000}$=5×10^-9mol/L，
所以稀释后溶液中c（H⁺）：c（SO₄^2-）=1×10^-7mol/L：5×10^-9mol/L=20：1，
故答案为：20：1；
②pH=13的NaOH溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液c（H⁺）=0.1mol/L，若所得混合液为中性，则V_a•0.1=V_b•0.1，V_a：V_b=1：1，
若所得混合液pH=2，则$\frac{0.1{V}_{b}-0.1{V}_{a}}{{V}_{a}+{V}_{b}}$=0.01，V_a：V_b=9：11，
故答案为：1：1；9：11．

点评 本题考查酸碱混合的定性判断和溶液PH的有关计算，侧重于学生的分析、计算能力的考查，题目难度中等，注意酸碱混合时酸碱物质的量的关系以及溶液PH与c（H⁺）、（OH^-）的关系．