Question

常温下，将某可溶性一元碱XOH和HCl溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表，请回答：

实验编号	XOH物质的量浓度（mol?L-1）	HCl物质的量浓度（mol?L-1）	混合溶液的pH
甲	0.2	0.2	pH=a
乙	c	0.2	pH=7
丙	0.2	0.1	pH＜7
丁	0.1	0.1	pH=5

（1）不考虑其它组的实验结果，单从甲组情况分析，如何用a （混合溶液的pH）来说明XOH是强碱还是弱碱

 

．
（2）不考虑其它组的实验结果，单从乙组情况分析，C是否一定等于0.2

 

（选填“是”或“否”）．混合液中离子浓度c（Cl^-）与 c（X⁺）的大小关系是

 

．
（3）丙组实验结果分析，XOH是

 

碱（选填“强”或“弱”）．该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是

 

．
（4）丁组实验所得混合溶液中由水电离出的c（OH^-）=

 

mol?L^-1．写出该混合溶液中下列算式的精确结果（不能做近似计算）．
c（Cl^-）-c（X⁺）=

 

mol?L^-1     c（H⁺）-c（XOH）=

 

mol?L^-1．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）酸碱的物质的量相等，如为强碱，反应后溶液呈中性，如为弱碱，反应后溶液呈碱性；
（2）从溶液电中性的角度分析；
（3）物质的量浓度为0.2mol?L^-1，的XOH与物质的量浓度为0.1mol?L^-1，的HCl反应后溶液呈酸性，由于HCl为强酸，则XOH为弱碱，根据溶液显酸性并结合X⁺是弱碱阳离子会发生水解来对离子浓度进行排序；
（4）等物质的量的XOH和HCl完全反应，溶液呈酸性是由X⁺水解导致的，而且溶液中氢氧根离子和氢离子全部来自于水的电离，而且由水电离出的c（OH^-）=c（H+），据此分析计算；依据溶液中电荷守恒和物料守恒计算写出．

解答： 解：（1）一元碱XOH和HCl溶液等体积混合，两种溶液的物质的量浓度都为0.2mol/L，则酸碱的物质的量相等，如a=7，说明反应后溶液呈中性，则XOH是强碱，如a＜7，反应后呈酸性，则XOH是弱碱，
故答案为：a=7为强碱，a＜7为弱碱；
（2）反应后溶液呈中性，如XOH为强碱，则c=0.2，如XOH为弱碱，则c＞0.2，仅从乙组情况分析，c不一定等于0.2，由于反应后溶液呈中性，则有c（OH^-）=c（H⁺），根据溶液呈中性，则有c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），所以c（Cl^-）=c（X⁺），
故答案为：否；c（Cl^-）=c（X⁺）；
（3）物质的量浓度为0.2mol?L^-1，的XOH与物质的量浓度为0.1mol?L^-1，的HCl反应后溶液呈酸性，由于HCl为强酸，则XOH为弱碱；X⁺是弱碱阳离子会发生水解，在溶液中存在X⁺+H₂O?XOH+H⁺，则c（Cl^-）＞c（X⁺），由于溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），一般来说，盐类的水解程度较低，则有c（X⁺）＞c（H⁺），所以有：c（Cl^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：弱；（Cl^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（4）溶液的pH=5，则氢离子浓度为10^-5 mol/L，c（OH^-）=

Kw

c(H+)

=10^-9mol/L，溶液中氢氧根离子和氢离子全部来自于水的电离，OH^-是被X⁺结合后剩下的，故H⁺的浓度才是H₂O电离出的全部，根据水电离出的c（OH^-）=c（H⁺），故水电离出的c（OH^-）=c（H⁺）=10^-5 mol/L，
一元酸HCl和XOH溶液等体积混合生成XCl溶液，溶液中存在电荷守恒：c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），
依据上述计算得到：c（Cl^-）-c（X⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-5-10^-9； 
依据溶液中电荷守恒和物料守恒得到：c（X⁺）+c（H⁺）=c（Cl^-）+c（OH^-），c（Cl^-）=c（X⁺）+c（XOH），合并得到c（H⁺）-c（XOH）=c（OH^-）=10^-9 mol/L
故答案为：10^-5；10^-5-10^-9；10^-9．

点评：本题考查了物质性质的实验验证方法和判断，主要是强电解质弱电解质的判断方法，溶液中的电荷守恒、物料守恒是解题关键，题目难度中等