Question

（1）某温度（t℃）时，水的离子积为K_w=1×10^-13，在此温度下，某溶液中由水电离出来的H⁺浓度为1×10^-10mol/L，则该溶液的pH可能为

3

或

10

．
（2）若温度为25℃时，体积为V_a、pH=a的H₂SO₄溶液与体积为V_b、pH=b的NaOH溶液混合，恰好中和．已知V_a＞V_b，且a=0.5b，则a的取值范围

14

3

＜a＜7

．
（3）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液m L与pH=1的稀硫酸溶液nL混合（假设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比，并比较溶液中各离子的浓度大小．
①若所得混合液为中性，则m：n=

10：1

；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是

c（Na⁺）＞c（SO₄ ^2- ）＞c（H⁺）=c（OH^-）

．
②若所得混合液的pH=2，则m：n=

9：2

；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是

c（H⁺）＞c（SO₄ ^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）

．

Answer 1

分析：（1）酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；
（2）硫酸和氢氧化钠都是强电解质，二者恰好反应，则氢离子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量；
（3）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，根据反应后溶液的酸碱性判断反应的程度，以此计算．

解答：解：（1）水的离子积为K_w=1×10^-13，则纯水中氢离子浓度=5×10^-7mol/L，在此温度下，某溶液中由水电离出来的H⁺浓度为1×10^-10mol/L＜5×10^-7mol/L，所以该溶质抑制水电离，为酸或碱，如果为酸，则溶液的pH=3，如果是碱，则溶液的pH=10，
故答案为：3或10；
（2）体积为V_a、pH=a的H₂SO₄溶液与体积为V_b、pH=b的NaOH溶液混合，恰好中和，则硫酸中氢离子的物质的量=碱中氢氧根离子的物质的量，所以10^-a×V_a=10 ^b-14×V_b，a=0.5b，10^-a×V_a=10 ^2a-14×V_b，V_a＞V_b，
0＜

Vb

Va

＜1，所以得

14

3

＜a＜7，
故答案为：

14

3

＜a＜7；
（3）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=

10-13

10-11

mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，则
①若所得混合液为中性，则有0.01m=0.1n，m：n=10：1，混合溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒得c（Na⁺）＞c（SO₄ ^2- ），该溶液为盐溶液，硫酸根离子浓度大于氢离子浓度，所以离子浓度大小顺序是：c（Na⁺）＞c（SO₄ ^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：10：1； c（Na⁺）＞c（SO₄ ^2- ）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
②若所得混合液的pH=2，则有

0.1n-0.01m

m+n

=0.01，m：n=9：2，溶液呈酸性，所以c（H⁺）＞c（OH^-），
溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，硫酸根离子浓度为

0.05×2

2+9

mol/L=0.009mol/L，所以氢离子浓度大于硫酸根离子浓度，根据物料守恒知，c（SO₄ ^2- ）＞（Na⁺），氢氧根离子浓度最小，所以离子浓度大小顺序是c（H⁺）＞c（SO₄ ^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-），
故答案为：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄ ^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

点评：本题考查酸碱混合的定性判断，题目难度中等，注意水的离子积常数的计算，把握相关计算公式的运用．