Question

16．（1）某温度下，K_w=10^-12．若保持温度不变，向少量水中加入400g的NaOH固体，并加水稀释至1L，才能使溶液中水电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26．若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中c（H⁺）/c（OH^-）=10¹⁰，则此时水电离的c（OH^-）=10^-11mol•L^-1．
（2）一定温度下，现有a．盐酸，b．硫酸，c．醋酸 三种酸
①当三种酸体积相同，物质的量浓度相同时，使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是b＞a=c．（用a、b、c表示）
②当三者c（H⁺）相同且体积也相同时，分别放入足量的锌，相同状况下产生气体的体积由大到小的顺序是c＞a=b．（用a、b、c表示）
③当c（H⁺）相同、体积相同时，同时加入形状、密度、质量完全相同的锌，若产生相同体积的H₂（相同状况），则开始时反应速率的大小关系为a=b=c．（用a、b、c表示）
（3）现有两瓶pH=2的盐酸和醋酸溶液，简述如何用最简单的方法区别盐酸和醋酸．（限选试剂：石蕊试液、酚酞试液、pH试纸、蒸馏水）．采用的方法为各取等体积醋酸和盐酸用蒸馏水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸分别测其pH值，pH值变化大的是盐酸．
（4）执信中学A学生为了测定某烧碱样品的纯度，准确称量8.2g含有少量中性易溶杂质的样品，配成500mL待测溶液．用0.200 0mol•L^-1的标准盐酸进行滴定，选择甲基橙作指示剂，试根据实验回答下列问题：
①滴定过程中，眼睛应注视锥形瓶中溶液颜色变化；滴定终点时，溶液从黄色变为橙色，并且半分钟内不恢复原来的颜色．
②观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）；若将锥形瓶用待测液润洗，然后再加入10.00mL待测液，则滴定结果偏高（填“偏高”、“偏低”或“无影响”）．
③根据如表数据，通过标准酸滴定，计算待测烧碱溶液的物质的量浓度是0.4000 mol•L^-1，烧碱样品的纯度是97.56%．（本小题计算结果保留4位有效数字）

滴定次数	待测溶液 体积（mL）	标准酸体积
		滴定前的刻度（mL）	滴定后的 刻度（mL）
第①次	10.00	0.40	20.50
第②次	10.00	4.10	24.00
第③次	10.00	2.20	23.80

Answer 1

分析 （1）水电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26，则c（H⁺）=10^-13mol/L，根据K_w=10^-12计算c（OH），然后计算氢氧化钠的质量；
若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，已知K_w=10^-12，则c（H⁺）=0.1mol/L，然后计算水电离的c（OH^-）；
（2）HCl为一元强酸，H₂SO₄为二元强酸，体积、pH相同时，c（H⁺）相同；而CH₃COOH为弱酸，其c（CH₃COOH）＞c（H⁺）；物质的量浓度相同时，c（H⁺）关系：硫酸＞盐酸＞醋酸；据此分析；
（3）可根据强弱酸稀释时溶液PH的变化不同来分析；
（4）①滴定过程中眼睛需要观察锥形瓶中溶液颜色变化，以判定滴定终点；碱性时甲基橙为黄色，滴定终点时甲基橙变为橙色；
②根据c（待测）=$\frac{c（标准）×c（待测）}{V（待测）}$分析不当操作对V（标准）的影响，以此判断误差；
③先分析所耗盐酸标准液的体积的有效性，然后求出所耗盐酸标准液的体积平均值，然后根据c（待测）=$\frac{c（标准）×c（待测）}{V（待测）}$计算，根据烧碱样品的纯度是$\frac{氢氧化钠质量}{样品质量}$×100%来计算纯度．

解答 解：（1）水电离产生的H⁺、OH^-的浓度乘积即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26，则c（H⁺）=10^-13mol/L，已知K_w=10^-12，c（OH）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-13}}$=10mol/L，则氢氧化钠的物质的量为10mol/L×1L=10mol，则质量为10mol×40g/mol=400g；
若保持温度不变，向水中通入的HCl气体恰好使溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，已知K_w=10^-12，则c（H⁺）=0.1mol/L，则水电离的c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.1}$=10^-11mol/L；
故答案为：400；10^-11；
（2）①物质的量浓度相同、体积相同时三种酸的物质的量相同，1mol硫酸消耗2molNaOH，所以醋酸和HCl均能消耗1molNaOH，所以使其恰好完全中和所需NaOH的物质的量由大到小的顺序是：b＞a=c，
故答案为：b＞a=c；
②当三种酸溶液氢离子浓度相同、体积也相同时，分别加入足量锌，由于醋酸为弱电解质，醋酸的物质的量浓度增大；盐酸和硫酸为强酸，含有的氢离子浓度相等，所以相同状况下产生气体的体积关系为：c＞a=b；
故答案为：c＞a=b；
③当其c（H⁺）相同、体积相同时，与锌反应生成的氢气，开始时的速率相同，即：a=b=c；
故答案为：a=b=c；
（3）弱酸稀释时促进电离，两种酸稀释相同的倍数后溶液中的氢离子浓度不等来比较，则各取等体积醋酸和盐酸用蒸馏水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸分别测其pH值，pH值变化大的是盐酸；
故答案为：各取等体积醋酸和盐酸用蒸馏水稀释相同倍数（如100倍），然后用pH试纸分别测其pH值，pH值变化大的是盐酸；
（4）①滴定过程中眼睛需要观察锥形瓶中溶液颜色变化，以判定滴定终点；用0.2000mol•L^-1的标准盐酸进行滴定NaOH溶液，锥形瓶中为NaOH溶液和甲基橙，碱性时甲基橙为黄色，滴定终点时甲基橙变为橙色，到达滴定终点时：溶液从黄色变为橙色，并且半分钟内不恢复原来的颜色；
故答案为：锥形瓶中溶液颜色变化；黄；橙；并且半分钟内不恢复原来的颜色；
②观察酸式滴定管液面时，开始俯视，滴定终点平视，则滴定结果，读数偏大，V（标准）偏大，由c（待测）=$\frac{c（标准）×c（待测）}{V（待测）}$可知，测定结果偏高；
若将锥形瓶用待测液润洗，则待测溶液中溶质的物质的量偏大，消耗的标准溶液的体积偏大，由c（待测）=$\frac{c（标准）×c（待测）}{V（待测）}$可知，测定结果偏高；
故答案为：偏高；偏高；
③所耗盐酸标准液的体积分别为：20.1mL，19.9mL、21.6mL，前两组数据均有效，盐酸标准液的平均体积为20.00mL；c（待测）=$\frac{c（标准）×c（待测）}{V（待测）}$=$\frac{0.2000mol/L×20.00mL}{10.00mL}$=0.4000 mol•L^-1，烧碱样品的纯度=$\frac{0.5L×0.4000mol/L×40g/mol}{8.2g}$×100%=97.56%，
故答案为：0.4000 mol•L^-1；97.56%．

点评 本题考查了混合溶液酸碱性定性判断、pH的计算、中和滴定操作方法及误差分析，题目难度中等，注意把握pH的有关计算、中和滴定的操作和误差分析方法，试题培养了学生的分析能力及化学实验能力．