Question

【題目】某溫度(T℃)時，水的離子積為Kw＝1×10－13。若將此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液a L與pH＝1的稀硫酸b L混合(設混合后溶液體積的微小變化忽略不計)，試通過計算填寫以下不同情況時兩種溶液的體積比。

(1)若所得混合溶液為中性，則a∶b＝__；此溶液中各離子的濃度由大到小的排列順序是_____。

(2)若所得混合溶液的pH＝2，則a∶b＝____；此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是______。

Answer 1

【答案】10∶1 c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－) 9∶2 c(H＋)>c(SO42—)>c(Na＋)>c(OH－)

【解析】

若將此溫度（T℃）下，pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合，此時NaOH溶液中，c(H+)=10-11 mol/L ，c(OH-)=mol/L=0.01mol/L，c(Na+)=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c(H+)=0.1mol/L，c(SO42-)=0.05 mol/L；

(1)若所得混合液為中性，則有n(OH-)= n(H+)，即0.01a=0.1b，a：b=10：1，混合溶液呈中性，則c(OH-)= c(H+)，根據電荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+2 c(SO42-) ，則c(Na+)＞c(SO42-)，該溶液為鹽溶液，硫酸根離子濃度大于氫離子濃度，所以離子濃度大小順序是：c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－)，

故答案為：10：1； c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－)；

②若所得混合液的pH=2，c(H＋)=0.01 mol/L，硫酸過量，則有=0.01，解得：a：b=9：2；溶液呈酸性,則：c(H+)>c(OH)，溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，硫酸根離子濃度為：mol/L=0.009mol/L，所以氫離子濃度大于硫酸根離子濃度，根據物料守恒知，c(SO42—)> c(Na＋)，氫氧根離子來自于水，濃度最小，此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是c(H＋)>c(SO42－)>c(Na＋)>c(OH－)；

故答案為：9：2；c(H＋)>c(SO42－)>c(Na＋)>c(OH－)。