Question

某温度下，水的离子积K_w=l×10^-13．有酸溶液A，pH=a；碱溶液B，pH=b．
为测定A、B混合后溶液导电性的变化以及探究A、B的相关性质，某同学设计了如图所示的实验装置．
（1）实验时，烧杯中应盛

 

溶液．
（2）若A为一元强酸，B为一元强碱，且a+b=13．该同学在烧杯中先加入其中一种溶液，闭合开关K，测得烧杯中灯泡的亮度为10（假设亮度由暗到亮表示为1、2、3、…10、11、12、…20）．断开开关K，将滴定管中的溶液逐滴加入到烧杯中．当从滴定管滴入烧杯中的溶液体积和烧杯中盛有的溶液体积相等时，停止滴加溶液并闭合开关K，此时灯泡G的亮度约为

 

，原因是

 

．烧杯中得到的溶液pH=

 

．
（3）若A为强酸，B为强碱，且a+b=13．断开开关K，将滴定管中的溶液逐滴加入到烧杯中．当测得烧杯中溶液pH和“（2）”中最后得到的溶液pH相同时，停止滴加溶液．此时烧杯中的溶液中阳离子浓度大于阴离子浓度，原因可能是

 

．
（4）若A 的化学式为HA，B的化学式为BOH，且a+b=13．当从滴定管滴入烧杯中的溶液体积和烧杯中盛有的溶液体积相等时，测得烧杯中溶液pH大于“（2）”中最后得到的溶液pH，原因可能是

 

．此时烧杯中的溶液中各离子浓度大小关系是

 

．

Answer 1

考点：比较弱酸的相对强弱的实验,比较强弱电解质的实验

专题：实验设计题

分析：（1）根据实验过程中向烧杯中滴入的溶液用的是酸式滴定管盛放的进行解答；
（2）根据该温度下的水的离子积判断两溶液反应后溶液酸碱性及溶液中离子浓度大小，从而判断溶液导电性大小；根据水的离子积计算出中性溶液中氢离子浓度，再计算出溶液的pH；
（3）根据电荷守恒判断溶液中阳离子浓度大于阴离子浓度原因；
（4）根据反应后的溶液中显示碱性可知，B为弱碱，A为强酸，反应前B过量；根据溶液中B过量分析反应后的溶液中各离子浓度大小．

解答： 解：（1）根据图示中滴定管构造可知，该滴定管为酸式滴定管，则滴定管中盛放的为酸，即A溶液，则烧杯中盛放为碱溶液B，
故答案为：B；
（2）该温度下，水的离子积K_w=l×10^-13，a+b=13的一元强酸和一元强碱等体积混合，溶液呈中性，反应后的溶液为盐溶液，由于体积变成原先的2倍，离子浓度则变为原先的

1

2

，所以溶液的导电性为5；根据水的离子积可知，该温度下，中性溶液中氢离子浓度为：l×10^-6.5mol/L，溶液的pH=6.5，
故答案为：5；反应后烧杯中自由离子的浓度约为原溶液的一半；6.5；
（3）当溶液呈中性时，有电荷守恒可知，溶液中阳离子所带电荷总浓度应该等于阴离子所带负电荷总浓度，而现在阳离子浓度大于阴离子浓度，可知1个阴离子所带电荷大于1个阳离子所带电荷，即A为多元强酸，
故答案为：A为多元强酸；
（4）若A的化学式为HA，B的化学式为BOH，且a+b=13，当从滴定管滴入烧杯中的溶液体积和烧杯中盛有的溶液体积相等时，测得烧杯中溶液pH大于“（2）”中最后得到的溶液pH，说明反应后的溶液显示碱性，则B为弱碱，且反应前溶液中A中c（H⁺）=B中c（OH^-），即反应前c（B）＞＞c（A），两溶液等体积反应后，B过量；由于B过量，则溶液中c（B⁺）＞c （A^-），溶液显示碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），反应反应后的溶液中离子浓度大小关系为：c（B⁺）＞c （A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：A为强酸，B为弱碱，且反应前A中c（H⁺）=B中c（OH^-），即反应前c（B）＞＞c（A），两溶液等体积反应后，B过量；c（B⁺）＞c （A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

点评：本题考查了影响溶液导电性因素、强弱电解质的判断，题目难度较大，注意掌握影响溶液导电性因素，（4）为难点和易错点，注意明确溶液显示碱性，是由于B为弱碱，反应前弱碱过量，不是盐的水解的原因．