Question

20．溶液酸碱性探究题
25℃时，某化学兴趣小组在测定酸碱中和滴定曲线的活动中，从实验室领取一瓶一元酸（HA）和一瓶pH=11的碱（BOH）溶液．由于标签破损不知道是何种酸，测得该酸溶液的pH=3．为了进一步认识该酸，请你参与该兴趣小组同学设计实验方案．
（1）证明该一元酸是不是盐酸：

滴加试剂	所根据的现象	结论
		不是盐酸

（2）探究HA是强酸还是弱酸：取上述HA和BOH的溶液各20mL混合后溶液的pH=5，试推测HA是强酸还是弱酸．你的结论是弱酸；如果酸是强酸，当体积相等时，pH=3的HA和pH=11的BOH反应只能是中性或碱性，而反应后溶液的pH=5为酸性，所以HA必为弱酸．
（3）若HA是强酸、BOH是强碱，现将此HA溶液和BOH溶液按一定体积比混合后测得溶液的pH=4（设混合后溶液的体积变化忽略不计）．则混合时酸和碱的体积之比为V（HA）：V（BOH）=11：9．
（4）若HA是强酸，pH=a，BOH是强碱，pH=b，已知a+b=12，两种溶液混合后溶液pH=7，则酸溶液体积V（酸）和碱溶液体积V（碱）的倍数关系是V（碱）100V（酸）．

Answer 1

分析 （1）用试管取少量酸（HA）溶液，往其中加入少量AgNO₃溶液，若出现白色沉淀说明是盐酸，否则不是的；
（2）如果酸是强酸，当体积相等时，pH=3的HA和pH=11的BOH反应只能是中性或碱性，而反应后溶液的pH=5为酸性，所以HA必为弱酸；
（3）若HA是强酸、BOH是强碱，混合后测得溶液的pH=4，根据公式：$\frac{1{0}^{-3}V（HA）-1{0}^{-3}V（BOH）}{V（HA）+V（BOH）}$=10^-4，V（HA）：V（BOH）=11：9；
（4）25℃时，若HA是强酸，pH=a，BOH是强碱，pH=b，已知a+b=12，两种溶液混合后溶液pH=7，溶液显中性，根据c（H⁺）=c（OH^-）计算．

解答 解：（1）用试管取少量酸（HA）溶液，往其中加入少量AgNO₃溶液，若出现白色沉淀说明是盐酸，否则不是的；
故答案为：

滴加试剂	所根据的现象	结论
AgNO3溶液	没有白色沉淀产生	不是盐酸

（2）如果酸是强酸，当体积相等时，pH=3的HA和pH=11的BOH反应只能是中性或碱性，而反应后溶液的pH=5为酸性，所以HA必为弱酸；
故答案为：弱酸；如果酸是强酸，当体积相等时，pH=3的HA和pH=11的BOH反应只能是中性或碱性，而反应后溶液的pH=5为酸性，所以HA必为弱酸；
（3）若HA是强酸、BOH是强碱，混合后测得溶液的pH=4，根据公式：$\frac{1{0}^{-3}V（HA）-1{0}^{-3}V（BOH）}{V（HA）+V（BOH）}$=10^-4，V（HA）：V（BOH）=11：9；
故答案为：11：9；
（4）25℃时，若HA是强酸，pH=a，BOH是强碱，pH=b，已知a+b=12，两种溶液混合后溶液pH=7，溶液显中性，c（H⁺）=c（OH^-），
10^-a×V（酸）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{a-12}}$V（碱），V（碱）=100 V（酸）；
故答案为：V（碱）=100 V（酸）．

点评 本题考查了弱电解质的电离，酸碱中和滴定，pH的计算，注意该溶液呈碱性，要根据溶质来确定水电离出氢氧根离子浓度，题目难度中等．