Question

2．25℃时，将体积为V_a、pH=a的某一元酸与体积V_b、pH=b的某一元碱混合，请完成下列各题．
（1）若a+b=14，2V_a=V_b，碱是NaOH，反应后所得溶液pH小于7．由此你能得到的结论是酸是一种弱酸．
（2）若a+b=13，酸是盐酸，碱是b=12的KOH，现用盐酸滴定50.00mL KOH溶液，当滴定到溶液的pH=2时，消耗盐酸的体积V=11.11mL．
（3）若已知V_a＜V_b和a=0.5b，酸是强酸，碱是强碱，酸和碱恰好中和，则a的取值范围是$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$_．

Answer 1

分析 （1）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，碱中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-amol•L^-1，可见酸中c（H⁺）与碱中c（OH^-）相等，2V_a=V_b混合后溶液的pH小于7，说明溶液呈酸性，应为弱酸与强碱的组合；
（2）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，碱中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-（a+1）mol•L^-1，据滴定过程中，氢离子浓度=$\frac{n（{H}^{+}）}{{V}_{混合液}}$计算．
（3）pH=a的强酸c（H⁺）=10^-amol/L，pH=b的强碱c（OH^-）=10^b-14mol/L，恰好中和，则有Va×10^-a=Vb×10^b-14，结合Va＜Vb，a=0.5b计算．

解答 解：（1）解：pH=a的酸的溶液中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，
a+b=14，则pH=b的碱中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-amol•L^-1，
可见酸中c（H⁺）与碱中c（OH^-）相等，2V_a=V_b混合后溶液的pH小于7，说明溶液呈酸性，应为弱酸与强碱的组合，
故答案为：酸是一种弱酸；
（2）酸中c（H⁺）=10^-pH mol•L^-1=10^-amol•L^-1，碱中c（OH^-）=10^pH-14 mol•L^-1=10^b-14 mol•L^-1=10^-（a+1）mol•L^-1，pH=2时，c（H⁺）=10^-2mol/L=$\frac{1{0}^{-1}mol/L×VL-1{0}^{-（a+1）}×0.05L}{VL+0.05L}$，解得：V=0.0111L=11.11mL，
故答案为：11.11；
（3）pH=b的某一元强碱溶液呈碱性，则b＞7，
a=0.5b，则a＞0.5×7=3.5，即a＞$\frac{7}{2}$；
pH=a的强酸c（H⁺）=10^-amol/L，pH=b的强碱c（OH^-）=10^b-14mol/L，恰好中和，则有Va×10^-a=Vb×10^b-14，
可得：$\frac{{V}_{a}}{{V}_{b}}$=10^a+b-14，
Va＜Vb，则10^a+b-14＜1，即：a+b＜14，又a=0.5b，则a+2a＜14，
3a＜14，则a＜$\frac{14}{3}$，
所以：$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$，
故答案为：$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算，题目难度中等，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，注意掌握溶液pH的概念及表达式，试题培养了学生的化学计算能力．