Question

（1）常温时，将pH=8的某NaOH溶液与pH=4的某H₂SO₄溶液混合，得到pH=7的混合溶液．求NaOH溶液与硫酸的体积比

 

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（2）已知90℃时，水的离子积常数为1×10^-12．在此温度下，将pH=8的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，也得到pH=7的混合溶液．求NaOH溶液与硫酸体积比

 

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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=4的H₂SO₄溶液，c（H⁺）=1×10^-4mol/L，pH=8的NaOH溶液，c（OH^-）=1×10^-6mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液和pH=8的NaOH溶液混合，要使混合液的pH=7，酸碱恰好完全反应，应存在n（OH^-）=n（H⁺）；
（2）pH=8的NaOH溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=

10-12

10-8

=10^-4 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中氢离子的物质的量浓度=10^-4 mol/L，水的离子积常数K_w=10^-12，即pH=6时，溶液呈中性，当混合溶液的pH=7时，溶液呈碱性，即NaOH过量，据此列式计算出NaOH溶液与硫酸的体积比．

解答： 解：（1）pH=4的H₂SO₄溶液，c（H⁺）=1×10^-4mol/L，pH=8的NaOH溶液，c（OH^-）=1×10^-6mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液和pH=8的NaOH溶液混合，要使混合液的pH=7，酸碱恰好完全反应，应存在n（OH^-）=n（H⁺），则有1×10^-6mol/L×V1=1×10^-4mol/L×V2，V1：V2=100：1，故答案为：100：1；
（2）当混合溶液的pH=7时，混合溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=

10-12

10-7

=10^-5 mol/L，
pH=8的NaOH溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=

10-12

10-8

=10^-4 mol/L，
pH=4的H₂SO₄溶液中氢离子的物质的量浓度=10^-4 mol/L，
设硫酸的体积为x，NaOH溶液的体积为y，混合后pH=7，呈碱性，
则两种溶液混合后氢氧根离子的物质的量浓度列等式：

10-4y-10-4x

x+y

=10^-5，解得y：x=11：9，
故答案为：11：9．

点评：本题考查了酸碱反应的定性判断、难溶物的溶解平衡及其计算等知识，题目难度中等，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的计算方法，明确难溶物的溶解平衡及应用方法，试题培养了学生的分析、理解能力及化学计算能力．