Question

4．有下列四种溶液：①100mL  0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液  ②100mL 0.15mol•L^-1盐酸③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸，请回答下列问题：
（1）上述溶液中，溶液PH最小的是①水电离出的c（H⁺）最大的是④与足量锌反应产生氢气的量最少的是②（填编号）
（2）已知氨水的电离常数为4.0×10^-5，则常温下0.1mol•L^-1的氨水的PH=9.6（已知lg5=0.7）

Answer 1

分析 （1）氢离子浓度越大，溶液的pH越小，弱电解质部分电离，强电解质完全电离，弱电解质的浓度越大，氢离子浓度越大，据此pH溶液pH大小；酸溶液中，氢离子浓度越大，水的电离程度越小，水电离出的c（H⁺）最大，则酸溶液中氢离子浓度最小；锌足量，生成氢气的量取决于溶质中含有的氢离子的总物质的量；
（2）设出氨水电离出的氢氧根离子浓度为x，然后利用电离平衡常数计算出x，再计算出氨水中氢离子浓度，最后得出该氨水的pH．

解答 解：（1）：①100mL 0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中氢离子浓度为0.2mol/L；
②100mL 0.15mol•L^-1盐酸中氢离子浓度为0.15mol/L；
③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸中，醋酸部分电离，则氢离子浓度小于0.2mol/L；
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸中氢离子浓度小于0.1mol/L；
根据分析可知，各溶液中氢离子浓度最大的为①，则溶液的pH最小的为①；
四种溶液中，氢离子浓度最小的为④，则④对水的电离的抑制程度最小，其溶液中水电离的氢离子浓度最大；
①100mL  0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液中能够提供的氢离子的总物质的量为：0.1mol/L×2×0.1L=0.02mol；
②100mL 0.15mol•L^-1盐酸中能够提供的氢离子的物质的量为：0.15mol×0.1L=0.015mol；
③100mL 0.2mol•L^-1的醋酸中最多能够提供氢离子：0.2mol/L×0.1L=0.02mol；
④200mL 0.1mol•L^-1的醋酸中能够提供的氢离子的物质的量为：0.1mol/L×0.1L=0.02mol；
根据分析可知，能够提供氢离子的物质的量最小的为②，则与足量锌反应生成氢气最少的为②，
故答案为：①；④；②；
（2）已知氨水的电离常数为4.0×10^-5，设常温下0.1mol•L^-1的氨水中氢氧根离子、铵根离子浓度为x，则一水合氨的浓度为0.1-x，
根据氨水的电离平衡常数可得：K_b=$\frac{x×x}{0.1-x}$=4.0×10^-5，由于x的值较小，则0.1-x≈0.1，所以x≈4.0×10^-5mol/L，
该氨水中氢离子浓度为：$\frac{1×1{0}^{-14}}{4.0×1{0}^{-5}}$mol/L=2.5×10^-10mol/L，
所以该氨水的pH=-lg2.5×10^-10=10-lg2.5=10+1-2lg5=11-1.4=9.6，
故答案为：9.6．

点评 本题考查了溶液pH的计算、弱电解质的电离及其影响，题目难度中等，明确溶液pH的表达式为解答关键，注意掌握弱电解质的电离平衡及其影响因素，试题培养了学生的灵活应用能力．