Question

常温下，将a mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的稀硫酸按体积比19：11混合后溶液的pH=2．若将a mol/L的NaOH溶液逐滴加入到1L 0.1mol/L的磷酸溶液中，加入氢氧化钠溶液的体积与所得溶液pH的关系如表：

	加入NaOH溶液的体积	pH
①	0L	2
②	1L	4
③	2L	10
④	3L	12

据此请回答：
（1）a=

 

．
（2）溶液的pH由4升至10的过程中发生的主要反应的化学方程式为

 

，pH=7时溶质成分的化学式为

 

．
（3）当溶液的pH=12时，加水稀释，溶液中

c(Na+)

c(P O 3- 4 )

的比值将

 

（填“增大”、“减小”、“不变”或“无法确定”）．
（4）将浓度均为0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序是

 

．
（5）在向磷酸溶液中滴加NaOH溶液的过程中，各离子浓度之间一定存在的等量关系式为

 

（加入的NaOH溶液的量大于零）．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）混合后溶液的pH=2，溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，根据硫酸浓度为0.1mol/L及溶液体积体积比19：11列式计算出a；
（2）根据加入1L氢氧化钠溶液后生成的溶质为NaH₂PO₄，加入2L氢氧化钠溶液后反应生成Na₂HPO₄，此时溶液的pH=10，溶液显示碱性，若使溶液的pH=7，则加入的氢氧化钠应该小于2L，据此判断pH=7时的溶质；
（3）当溶液的pH=12时，溶质为磷酸钠和氢氧化钠，稀释过程中钠离子和磷酸根离子都减小，由于氢氧根离子浓度减小则溶液中磷酸根离子水解程度增大，磷酸根离子的物质的量减小，据此判断该比值变化；
（4）根据0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后，PO₄^3-的水解程度大于HPO₄^2-，判断溶液中各离子浓度大小；
（5）任何溶液中一定满足电荷守恒，根据电荷守恒找出各离子浓度之间关系．

解答： 解：（1）混合后溶液的pH=2，氢离子浓度为0.01mol/L，a mol/L的NaOH溶液与0.1mol/L的稀硫酸按体积比19：11，设氢氧化钠溶液体积为19L，则稀硫酸的体积为11L，则

0.1mol/L×11L×2-amol/L×19L

11L+19L

=0.01mol/L，解得a=0.1，
故答案为：0.1；
（2）1L 0.1mol/L的磷酸溶液中含有硫酸的物质的量为0.1mol，加入1L 0.1mol/L的氢氧化钠溶液后反应生成NaH₂PO₄，溶液的pH=4，当加入2L氢氧化钠溶液时，氢氧化钠的物质的量为0.2mol，则反应生成Na₂HPO₄，反应的化学方程式为：NaH₂PO₄+NaOH=Na₂HPO₄+H₂O，此时溶液的pH10，显示碱性，如果溶液显示中性，则加入的氢氧化钠溶液体积小于2L，及氢氧化钠不足，则溶质为NaH₂PO₄和Na₂HPO₄，
故答案为：NaH₂PO₄+NaOH=Na₂HPO₄+H₂O；NaH₂PO₄和Na₂HPO₄；
（3）当溶液的pH=12时，溶质为Na₃PO₄、NaOH，加水稀释过程中，钠离子的物质的量不变，而硫酸根离子的水解程度增大，物质的量减小，则溶液中

c(Na+)

c(P O 3- 4 )

的比值将增大，
故答案为：增大；
（4）将浓度均为0.1mol/L的Na₂HPO₄溶液和Na₃PO₄溶液混合后，PO₄^3-的水解程度大于HPO₄^2-，则溶液中c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）、c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-），
所得溶液中各离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-）＞c（H⁺）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（HPO₄^2-）＞c（PO₄^3-）＞c（OH^-）＞c（H₂PO₄^-）＞c（H⁺）；
（5）溶液中一定满足电荷守恒，在向磷酸溶液中滴加NaOH溶液的过程中，各离子浓度之间一定存在的等量关系式为：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO₄^2-）+3 c（PO₄^3-）+c（OH^-）+c（H₂PO₄^-），
故答案为：c（Na⁺）+c（H⁺）=2c（HPO₄^2-）+3 c（PO₄^3-）+c（OH^-）+c（H₂PO₄^-）．

点评：本题考查了酸碱混合的定性判断、溶液中各离子浓度大小比较，题目难度稍大，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的计算方法，能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解原理判断溶液中各离子浓度大小，试题培养了学生的分析、理解能力．