20.
(1)室温时1
L 0.01 mol·L-1的硫酸氢钠溶液的pH为____________,在其中滴入等体积的0.01
mol·L-1的Ba(OH)2溶液后,加水稀释到10 L,所发生反应的离子方程式为________________________________________________________________________,
pH为________。
(2)某温度(t℃)时,水的离子积为KW=1×10-13
mol2·L-2,则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)________25℃,其理由是________________。若将此温度下pH=11的苛性钠溶液a
L与pH=1的稀硫酸b
L混合(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:
①若所得混合液为中性,则a∶b=________;此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是________________。
②若所得混合液的pH=2,则a∶b=________。此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是________。
解析:(1)主要考查pH的计算,在酸中用c(H+)计算,在碱中用c(OH-)计算,0.01 mol·L-1的硫酸氢钠溶液中c(H+)=0.01 mol·L-1,所以pH=2;酸碱混合,首先判断过量,此题中碱过量,混合后溶液显碱性,应用c(OH-)计算,c(OH-)=
=10-3 mol·L-1,求出c(H+)= mol·L-1=10-11 mol·L-1,pH=11;假设NaHSO4、Ba(OH)2物质的量分别为1 mol,OH-过量以NaHSO4为主进行书写。
(2)KW随温度升高而增大,本题温度为高于25℃。
①H2SO4中[H+]=0.1 mol/L,则NaOH溶液中[OH-]==0.01 mol/L,0.01 mol/L×a L=0.1 mol/L×b L,a∶b=10∶1,离子浓度关系:[Na+]>[SO]>[H+]=[OH-]
②若pH=2,则[H+]混==0.01 mol/L,a∶b=9∶2
离子浓度关系:此时,假如原来NaOH溶液为9 L、H2SO4溶液则为2 L
n(Na+)=0.01 mol/L×9 L=0.09 mol
剩余n(H+)=0.01 mol/L×(9 L+2 L)=0.11 mol
n(SO)=×2 L=0.1 mol,所以:[H+]>[SO]>[Na+]>[OH-]
答案:(1)2 Ba2++OH-+H++SO===BaSO4↓+H2O 11
(2)大于 KW随温度升高而变化 ①10∶1 [Na+]>[SO]>[H+]=[OH-]
②9∶2 [H+]>[SO]>[Na+]>[OH-]