Question

t℃时，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等体积混合后溶液呈中性，则该温度下水的离子积常数
K_w=

 

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（1）该温度下（t℃），将100mL 0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄溶液与100mL 0.4mol?L^-1的NaOH溶液混合后（溶液体积变化忽略不计），溶液的pH=

 

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（2）该温度下（t℃），1体积的稀硫酸和10体积的NaOH溶液混合后溶液呈中性，则稀硫酸的pH（pH_a）与NaOH溶液的pH（pH_b）的关系是

 

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Answer 1

考点：pH的简单计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）pH=2的H₂SO₄溶液中氢离子的物质的量浓度为10^-2mol/L，设该温度下水的离子积常数K_w=10^-a，则pH=11的NaOH溶液中氢氧根离子浓度为：

10-a

10-11

mol/L，据此计算出a即可；根据硫酸中氢离子与氢氧化钠中氢氧根离子的物质的量判断过量，然后计算出反应后溶液中氢离子浓度，最后计算出其余的pH；
（2）混合溶液呈中性，说明酸中氢离子的物质的量等于碱中氢氧根离子的物质的量．

解答： 解：设该温度下设该温度下水的离子积常数K_w=10^-a，pH=2的H₂SO₄溶液中氢离子的浓度为10^-2mol/L，
pH=11的NaOH溶液中氢离子浓度为10^-11mol/L，则氢氧根离子浓度为：

10-a

10-11

mol/L=10^（11-a）mol/L，
等体积的氢氧化钠、稀硫酸恰好反应，则氢离子与氢氧根离子浓度相等，即10^-2mol/L=10^（11-a）mol/L，解得a=13，
水的离子积常数K_w=10^-13；故答案为：10^-13；
（1）100mL 0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄溶液中氢离子的物质的量为：0.1mol/L×2×0.1L=0.02mol，
100mL 0.4mol?L^-1的NaOH溶液中氢氧根离子的物质的量为：0.4mol/L×0.1mol=0.04mol，
两溶液混合后氢氧根离子过量，反应后氢氧根离子的浓度为：

0.04mol-0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，
根据水的离子积常数K_w=10^-13可得，溶液中氢离子浓度为：

10-13

0.1

mol/L=10^-12mol/L，该溶液的pH=12，
故答案为：12；  
（2）若1体积pH₁=pH_a的稀硫酸溶液中氢离子的物质的量浓度=10^-pH_a mol/L，10体积pH₂=b的某强碱溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=10 ^pH_b-13 mol/L，混合后溶液呈中性，则氢离子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，所以1×10^-pH_a  mol/L=10×10 ^pH_b-13 mol/L，所以pH_a+pH_b=12，
故答案为：pH_a+pH_b=12．

点评：本题考查了酸碱混合后溶液定性判断及溶液pH的简单计算，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．