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12.常温下,将某可溶性一元碱X0H和盐酸等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如表:
 实验编号 XOH物质的量浓度(mol•L-1 盐酸物质的量浓度(mol•L-1 混合溶液的pH
 甲 0.1 0.1 pH=a
 乙 b 0.2 pH=7
 丙 0.2 0.1pH<7
(1)不考虑其它组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a (混合溶液的pH)来说明XOH是强碱还是弱碱a=7为强碱,a<7为弱碱.
(2)考虑其它组的实验结果,单从乙组情况分析,C是否一定等于0.2否(选填“是”或“否”).混合液中离子浓度c(Cl-)与 c(X+)的大小关系是c(Cl-)=c(X+).
(3)丙组实验结果分析,XOH是弱碱(选填“强”或“弱”).该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是
(Cl-)>c(X+)>c(H+)>c(OH-).
(4)若甲组实验中a=5,则该混合溶液中:
c(Cl-)-c(X+)=10-5-10-9mol•L-1; c(H+)-c(XOH)=10-9mol•L-1

分析 (1)酸碱的物质的量相等,如为强碱,反应后溶液呈中性,如为弱碱,反应后溶液呈碱性;
(2)从溶液电中性的角度分析;
(3)物质的量浓度为0.2mol•L-1,的XOH与物质的量浓度为0.1mol•L-1,的HCl反应后溶液呈酸性,由于HCl为强酸,则XOH为弱碱,根据溶液显酸性并结合X+是弱碱阳离子会发生水解来对离子浓度进行排序;
(4)等物质的量的XOH和HCl完全反应,溶液呈酸性是由X+水解导致的,而且溶液中氢氧根离子和氢离子全部来自于水的电离,而且由水电离出的c(OH-)=c(H+),依据溶液中电荷守恒和物料守恒计算写出.

解答 解:(1)一元碱XOH和HCl溶液等体积混合,两种溶液的物质的量浓度都为0.2mol/L,则酸碱的物质的量相等,如a=7,说明反应后溶液呈中性,则XOH是强碱,如a<7,反应后呈酸性,则XOH是弱碱,
故答案为:a=7为强碱,a<7为弱碱;
(2)反应后溶液呈中性,如XOH为强碱,则c=0.2,如XOH为弱碱,则c>0.2,仅从乙组情况分析,c不一定等于0.2,由于反应后溶液呈中性,则有c(OH-)=c(H+),根据溶液呈中性,则有c(X+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),所以c(Cl-)=c(X+),
故答案为:否;c(Cl-)=c(X+);
(3)物质的量浓度为0.2mol•L-1,的XOH与物质的量浓度为0.1mol•L-1,的HCl反应后溶液呈酸性,由于HCl为强酸,则XOH为弱碱;X+是弱碱阳离子会发生水解,在溶液中存在X++H2O?XOH+H+,则c(Cl-)>c(X+),由于溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),一般来说,盐类的水解程度较低,则有c(X+)>c(H+),所以有:c(Cl-)>c(X+)>c(H+)>c(OH-),
故答案为:弱;(Cl-)>c(X+)>c(H+)>c(OH-);
(4)溶液的pH=5,则氢离子浓度为10-5 mol/L,c(OH-)=10-9mol/L,溶液中氢氧根离子和氢离子全部来自于水的电离,OH-是被X+结合后剩下的,故H+的浓度才是H2O电离出的全部,根据水电离出的c(OH-)=c(H+),故水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-5 mol/L,
一元酸HCl和XOH溶液等体积混合生成XCl溶液,溶液中存在电荷守恒:c(X+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),
依据上述计算得到:c(Cl-)-c(X+)=c(H+)-c(OH-)=10-5-10-9; 
依据溶液中电荷守恒和物料守恒得到:c(X+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),c(Cl-)=c(X+)+c(XOH),合并得到c(H+)-c(XOH)=c(OH-)=10-9 mol/L
故答案为:10-5-10-9;10-9

点评 本题考查了物质性质的实验验证方法和判断,主要是强电解质弱电解质的判断方法,溶液中的电荷守恒、物料守恒是解题关键,题目难度中等.

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