Question

【题目】T℃时，pH = 2的CH3COOH和H2SO4溶液各1mL，分别加水稀释到1000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示

（1）图中a点的值为_________________

（2）若对上述硫酸再稀释10000倍则溶液中n (H+) ：n(SO42-)=_______

（3）在T℃时，醋酸的电离平衡常数K=1.0×10-5， Kw=1.0×10-13则下列反应CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 的平衡常数K=_____________。

（4）在T℃时，取pH=2的硫酸溶液0.5VmL稀释到2VmL ，与0.1mol/L的NaOH溶液0.15VmL混合后稀释至10VmL，溶液的pH=___________。

Answer 1

【答案】5200:11.010-810

【解析】

对于硫酸来说，硫酸是二元强酸，在溶液中完全电离，电离方程式是：H2SO4=2H++SO42-，溶液的pH=2，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L，当其稀释1000倍后，溶液中的c(H+)=10-5mol/L，溶液的pH=5；对于醋酸来说，是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，主要以电解质分子存在，溶液的pH=2，从c（CH3COOH）> c(H+)=10-2mol/L；当其稀释1000倍后，已电离的氢离子浓度是原来的1/1000，由于溶液中存在电离平衡，未电离的醋酸分子会进一步电离出H+，所以溶液中的氢离子浓度大于原来的1/1000，则溶液的pH<5，据此分析。

（1）根据以上分析a=5，

因此，本题正确答案为：5；

（2）对于pH=2硫酸来说，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L，c(SO42-)= c(H+)=5×10-3mol/L，若对上述硫酸溶液稀释1000倍后，再稀释10000倍，则溶液几乎是中性溶液，c(H+)=10-7mol/L，c(SO42-)=5×10-3mol/L×10-3×10-4=5×10-10mol/L，则c (H+) ：c(SO42-)=10-7mol/L: 5×10-10mol/L=200:1，由于溶液体积相等，所以二者的物质的量之比等于它们的物质的量浓度之比，故n (H+) ：n(SO42-)=200:1，

因此，本题正确答案为：200:1；

（3）在T℃时，醋酸的电离平衡常数K=1.0×10-5， Kw=1.0×10-13则下列反应CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 的平衡常数K==c(H+)c(OH-)==1.0×10-8，

因此，本题正确答案为：1.0×10-8；

（4）在T℃时，取pH=2的硫酸溶液0.5VmL稀释到2VmL，体积是原来的4倍，浓度是原来的1/4，在开始时溶液的pH=2，c(H+)=10-2mol/L，则在0.5VmL该溶液中含有氢离子的物质的量是n(H+)=10-2mol/L×5V×10-4L=5V×10-6mol；0.1mol/L的NaOH溶液c(OH-)=0.1mol/L，当其体积是0.15VmL时其中含有氢氧根离子的物质的量是n(OH-)=0.1mol/L×0.15V×10-3L=1.5V×10-5mol，当二者混合时发生酸碱中和反应，根据酸碱中和反应的实质：H++OH-=H2O可知碱过量，则反应后的溶液的n(OH-)=1.5V×10-5mol-5V×10-6mol=1V×10-5mol，混合后溶液的体积是10VmL=10.5VmL=10-2VL，c(OH-)==10-3mol/L，在T℃时，Kw=1.0×10-13，则该溶液中c(H+)=mol/L=10-10mol/L，所以pH=10，

因此，本题正确答案为：10。