Question

3．室温时，若pH=5的硫酸稀释10倍，则[H⁺]：[SO₄^2-]=2：1．若将稀释后的溶液再稀释100倍，则[H⁺]：[SO₄^2-]=20：1．

Answer 1

分析 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；由硫酸溶液pH=5，计算原溶液中c（H⁺），原溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺），稀释1000倍，此时溶液接近中性，氢离子浓度不可能小于1×10^-7mol/L，只能无限接近1×10^-7mol/L，而稀释过程中硫酸根的物质的量不变，计算稀释后溶液中硫酸根的物质的量浓度，据此计算解答；

解答 解：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-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1×10^-5mol/L=5×10^-6mol/L；
将pH=5的H₂SO₄稀释10倍，溶液中的氢离子和硫酸根离子同等倍数的减小，所以两者之比为：2：1，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，溶液再稀释100倍，相当于原溶液稀释1000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-）=5×10^-6mol/L×$\frac{1}{1000}$=5×10^-9mol/L，
所以稀释后溶液中SO₄^2-离子浓度与H⁺离子浓度的比值约为：5×10^-9mol/L：1×10^-7mol/L=1：20，
所以若将稀释后的溶液再稀释100倍后，溶液中的H⁺与SO₄^2-浓度的比值约为20：1，
故答案为：2：1；20：1．

点评 本题考查了弱电解质的电离、pH的计算等知识点，注意当酸无限稀释时溶液中氢离子浓度要考虑水的电离，酸性溶液不能变为中性或碱性，为易错点，题目难度中等．