Question

16．常温下有下列几种情况
（1）pH=13的强碱和pH=2的强酸混合，所得溶液的pH=11，那么强碱和强酸的体积比1：9
（2）若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的NaOH的溶液完全反应，则二者物质的量浓度之比应为5：1
（3）某HCl溶液pH=a，某NaOH溶液pH=b，V₁L盐酸溶液与V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，问：
若a+b=14  则V₁/V₂=1：1    若a+b=13  则V₁/V₂=1：10
若a+b=15  则V₁/V₂=10：1    若a+b＞14  则V₁/V₂=10^a+b-14（填表达式）且V₁＞V₂（填“＞”、“＜”或“=”）

Answer 1

分析 （1）pH=13的强碱溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，pH=2的强酸溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，混合液的pH=11，则混合溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L=$\frac{c（O{H}^{-}）V（碱）-c（{H}^{+}）V（酸）}{V（酸）+V（碱）}$，据此计算酸碱体积之比；
（2）若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的NaOH的溶液完全反应，说明酸的物质的量是碱的一半，pH=11的c（NaOH）=0.001mol/L，2n（H₂SO₄）=n（NaOH）；
（3）25℃时、有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液，V₁L盐酸溶液与V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，说明二者恰好完全反应生成NaCl，则n（HCl）=n（NaOH），c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14，据此分析解答．

解答 解：（1）pH=13的强碱溶液中c（OH^-）=0.1mol/L，pH=2的强酸溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，混合液的pH=11，则混合溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L=$\frac{c（O{H}^{-}）V（碱）-c（{H}^{+}）V（酸）}{V（酸）+V（碱）}$=$\frac{0.1×V（碱）-0.01×V（酸）}{V（酸）+V（碱）}$，则强碱和强酸的体积1：9，
故答案为：1：9；
（2）若1体积硫酸恰好与10体积pH=11的NaOH的溶液完全反应，说明酸的物质的量是碱的一半，pH=11的c（NaOH）=0.001mol/L，2n（H₂SO₄）=n（NaOH），设硫酸的浓度为xmol/L，硫酸的体积为1L、氢氧化钠的体积为10L，
则2×x=0.001×10，x=0.005，则硫酸和氢氧化钠的物质的量浓度之比=0.005mol/L：0.001mol/L=5：1，
故答案为：5：1；
（3）25℃时、有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液，V₁L盐酸溶液与V₂LNaOH溶液中和后溶液pH=7，说明二者恰好完全反应生成NaCl，则n（HCl）=n（NaOH），
如果a+b=14，则c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，则$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=1：1；
如果a+b=13，则c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，则$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14=1：10；
如果a+b=15，则c（HCl）=10^-amol/L，c（NaOH）=10^b-14mol/L，10^-amol/L×V₁L=10^b-14mol/L×V₂L，则$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14=10：1；
若a+b＞14，则$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=10^a+b-14＞1，即Va＞Vb；
故答案为：1：1；1：10；10：1；10^a+b-14；＞．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断及pH值的有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确反应前酸碱的物质的量关系是解本题关键，难点是（3）题有关计算，题目难度中等．