Question

7．重水（D₂O）的离子积K_w=1.6×10 ^-15 mo1²•L^-2．，可以用pH一样的定义来规定  pD=-lg[D⁺]，试求该温度下：（已知lg5=0.6990；lg3=0.4771；lg2=0.3010；计算时选取合适的数据）
①重水的pD=7.4；
②含0.01molNaOD的D₂O溶液1L，其pD=12.8；
③溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L，其pD=2；
④在100mL0.25mol．L^-1的DCl重水溶液中，加入50mL0.2mo1•L^-1的NaOD的重水溶液，其pD=1．

Answer 1

分析 ①c（D⁺）=$\sqrt{{K}_{w}}$mol/L，pD=-lgc（D⁺）；
②根据原子守恒得c（NaOD）=c（OD^-）=0.01mol/L，溶液中c（D⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{D}^{-}）}$，然后根据pD=-lgc（D⁺）计算；
③该溶液中D⁺离子浓度为0.01mol/L，然后根据pD=-lgc（D⁺）计算；
④混合溶液中c（D⁺）=$\frac{0.25mol/L×0.1L-0.2mol/L×0.05L}{0.1L+0.05L}$=0.1mol/l，然后根据然后根据pD=-lgc（D⁺）计算．

解答 解：①c（D⁺）=$\sqrt{{K}_{w}}$mol/L=$\sqrt{1.6×1{0}^{-15}}$mol/L=4×10^-8mol/L，pD=-lgc（D⁺）=-lg4×10^-8=8-2lg2≈7.4，
故答案为：7.4；
②根据原子守恒得c（NaOD）=c（OD^-）=0.01mol/L，溶液中c（D⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{D}^{-}）}$=$\frac{1.6×1{0}^{-15}}{0.01}$=1.6×10^-13mol/L，
则：pD=-lg[D⁺]=-lg16×10^-14≈12.8，
故答案为：12.8；
③溶解0.01molDCl的D₂O溶液1L，DCl的浓度为0.01mol/L，D⁺离子浓度为0.01mol/L，则pD=-lgc（D⁺）=-lg0.01=2，
故答案为：2；
④混合溶液中c（D⁺）=$\frac{0.25mol/L×0.1L-0.2mol/L×0.05L}{0.1L+0.05L}$=0.1mol/l，则pD=-lgc（D⁺）=-lg10^-1=1，
故答案为：1．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算，题目难度中等，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，试题培养了学生的分析能力及化学计算能力．