Question

现有浓度均为0.1mol/L的下列溶液：①氢氧化钠、②硫酸、③氯化铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵、⑥氨水，请回答下列问题：
（1）①、②溶液中由水电离出的H⁺浓度之比是

 

．
（2）③、④、⑤、⑥三种溶液中NH₄⁺浓度由大到小的顺序是（填序号）

 

．
（3）将②和③等体积混合后，混合液中各离子浓度由大到小的顺序是

 

．
（4）⑤中利用电荷守恒的等量关系式是

 

（5）某温度（t℃）时，测得0.01mol?L^-1的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的K_w=

 

．在此温度下，将pH=a的NaOH溶液V_aL与pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合，若所得混合液为中性，且a=12，b=2，则V_a：V_b=

 

．

Answer 1

考点：水的电离,弱电解质在水溶液中的电离平衡,盐类水解的应用

专题：基本概念与基本理论

分析：（1）硫酸溶液和氢氧化钠溶液都抑制了水的电离，硫酸中的氢氧根离子、氢氧化钠溶液中的氢离子是水电离的，据此并结合题中数据计算出两溶液中水电离的氢离子浓度之比；
（2）从盐类的水解和弱电解质的电离程度角度分析；
（3）将②和③等体积混合后，NH₄⁺发生水解减小了铵根离子浓度、增大了氢离子浓度，硫酸根离子浓度等于氯离子浓度；
（4）硫酸铵中含有的阳离子有：H⁺、NH₄⁺，阴离子有：SO₄ ^2-、OH^-；
（5）c（H⁺）×c（OH^-）=Kw，混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等．

解答： 解：（1）①0.1mol/L氢氧化钠溶液，抑制了水的电离，溶液中氢离子是水电离的，水电离的氢离子浓度为：c（H⁺）=

10-14

10-1

mol/L=10^-13mol/L；
②0.1mol/L硫酸溶液，抑制了水的电离，溶液中的氢氧根离子为水电离的，水电离的氢离子与氢氧根离子浓度相等，所以水电离的氢离子浓度为：c（H⁺）=

10-14

2×10-1

mol/L=5×10^-14mol/L；
两种溶液，由水电离产生的c（H⁺）之比①：②=10^-13mol/L：5×10^-14mol/L=2：1，
故答案为：2：1；
（2）③氯化铵、④硫酸氢铵、⑤硫酸铵、⑥氨水溶液中存在：NH₄⁺+H₂O?NH₃?H₂O+H⁺，其中硫酸铵溶液中铵根离子浓度最大，氯化铵次之，硫酸氢铵存在大量的H⁺，抑制NH₄⁺的水解，氨水为弱电解质，难以电离，在这五种溶液中NH₄⁺最小，合液中各离子浓度由大到小的顺序是：⑤③④⑥；
故答案为：⑤③④⑥；
（3）将②和③等体积混合后，铵根离子发生水解减小了铵根离子浓度、增大了氢离子浓度，氢离子浓度最大，硫酸根离子浓度等于氯离子浓度，氢氧根离子浓度最小，因此混合液中各离子浓度由大到小的顺序是c（H⁺）＞c（SO₄ ^2-）＞c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（H⁺）＞c（SO₄ ^2-）＞c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）；
（4）硫酸铵中含有的阳离子有：H⁺、NH₄⁺，阴离子有：SO₄ ^2-、OH^-，电荷守恒式为：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄ ^2-）+c（OH^-），
故答案为：c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄ ^2-）+c（OH^-）；
（5）0.01mol?L^-1  的NaOH溶液的pH=11，则c（H⁺）=10^-11 mol/L，氢氧化钠是强碱，完全电离，所以氢氧根离子浓度等于氢氧化钠浓度=0.01mol/L，
则Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=10^-11×10^-2=1.0×10^-13；
混合溶液呈中性，且硫酸和氢氧化钠都是强电解质，所以酸中氢离子物质的量和碱中氢氧根离子的物质的量相等，pH=a的NaOH溶液中氢氧根离子浓度=10^a-15 mol/L，
pH=b的H₂SO₄溶液氢离子浓度=10^-b mol/L，10^a-13 mol/L×V_aL=10^-b mol/L×V_bL且a=12，b=2，Z则V_a：V_b=1：10，
故答案为：1.0×10^-13；1：10．

点评：本题考查溶液离子浓度大小的比较以及盐类的水解和弱电解质的电离、离子积常数的有关计算等问题，题目难度较大，正确得出水的离子积常数是解本题关键，难度中等．