Question

19．（1）25℃时，pH=3的盐酸中水电离的c（H⁺）为10^-11 mol•L^-1
（2）25℃时，某强酸溶液pH=a，某强碱溶液pH=b，已知a+b=12，酸碱溶液混合后pH=7，则酸溶液体积V（酸）和碱溶液体积V（碱）的正确关系为V_碱=10²V_酸
（3）25℃时，将pH=5的硫酸溶液稀释500倍，稀释后溶液中的c（SO₄^2-）：c（H⁺）约为1：10
（4）某温度（t℃）时，测得0.01mol•L^-1 的NaOH溶液的pH=11，则该温度下水的Kw=10^-13，在此温度下某溶液的pH=3，在该溶液中c（H⁺）：c（OH^-）=10⁴．
（5）纯水中c（H⁺）=5.0×10^-7 mol/L，则此时纯水中的c（OH^-）=5.0×10^-7 mol/L．

Answer 1

分析 （1）酸或碱抑制水电离，pH=3的盐酸中水电离的c（H⁺）=c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$；
（2）25℃时，水的离子积Kw=10^-14，某强酸溶液pH=a，则该酸溶液中氢离子浓度为10^-amol/L，强碱溶液pH=b，则碱溶液中氢氧根离子浓度=10^b-14 mol/L，混合后pH=7说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等，结合a+b=12列式计算酸溶液体积V_酸和碱溶液体积V_碱的关系；
（3）稀释过程中硫酸的物质的量不变，当溶液接近中性时要考虑水的电离，所以将pH=5的硫酸溶液稀释500倍后，溶液中的SO₄^2-与H⁺浓度的比值约为1：10；
（4）根据溶液的pH计算溶液中氢离子浓度，根据氢氧化钠的浓度计算氢氧根离子浓度，再结合Kw=c（H⁺）．c（OH^-）计算即可；该溶液中c（H⁺）=10^-pHmol/L=10^-3mol/L，c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$，从而计算c（H⁺）：c（OH^-）；
（5）纯水中c（H⁺）=c（OH^-）．

解答 解：（1）酸或碱抑制水电离，pH=3的盐酸中水电离的c（H⁺）=c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$mol/L=10^-11 mol/L，故答案为：10^-11；
（2）该强酸溶液pH=a，溶液中氢离子浓度为10^-a mol/L，
强碱溶液pH=b，则碱溶液中氢氧根离子浓度=10^b-14mol/L，
常温下混合后pH=7，说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等，
则：10^-a mol/L×V_酸=10^b-14 mol/L×V_碱，
整理可得：V_酸=10^a+b-14 V_碱，而a+b=12，
则：V_碱=10²V_酸，
故答案为：V_碱=10²V_酸；
（3）pH为5的溶液中氢离子浓度为：c（H⁺）=1×10^-5mol/L，硫酸根离子的浓度为：c（SO₄^2-）=5×10^-6mol/L，
溶液稀释500倍后，氢离子浓度不可能小于1×10^-7mol/L，只能无限接近1×10^-7mol/L，而硫酸根离子浓度为：c（SO₄^2-）=1×10^-8mol/L，
所以稀释后溶液中硫酸根离子与氢离子浓度之比为：1×10^-8mol/L：1×10^-7mol/L=1：10，
故答案为：1：10；
（4）0.01mol•L^-1的NaOH溶液的pH为11，则氢离子浓度=10^-11 mol/L，氢氧化钠是强电解质完全电离，所以溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L，则Kw=c（H⁺）．c（OH^-）=0.01×10^-11=10^-13，
该溶液中c（H⁺）=10^-pHmol/L=10^-3mol/L，c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-3}}$mol/L=10^-10mol/L，则c（H⁺）：c（OH^-）=10^-3mol/L：10^-7mol/L=10⁴；
故答案为：10^-13；10⁴；
（5）纯水中c（H⁺）=c（OH^-），则纯水中c（OH^-）=5.0×10^-7 mol/L，
故答案为：5.0×10^-7 mol/L．

点评 本题考查pH有关计算，为高频考点，侧重考查学生分析计算能力，明确离子积常数计算方法、纯水中c（H⁺）和c（OH^-）的关系是解本题关键，易错点是（3）题，酸或碱稀释接近中性时要考虑水的电离，且溶液接近中性不能是中性，题目难度中等．