Question

14．某温度下水的离子积为K_W=1×10^-13，若将此温度下pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合（设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过填写以下不同情况时两种溶液的体积比：
（1）若所得混合液为中性，则a：b=10：1；
（2）若所得混合液的pH=2，则a：b=9：2；
（3）若所得混合液的pH=10，则a：b=101：9．

Answer 1

分析 若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
（1）溶液呈中性，说明酸和碱恰好完全反应，即n（H⁺）=n（OH^-），据此计算两者的体积之比；
（2）若所得混合液的pH=2，根据c（H⁺）=$\frac{c（酸）V（酸）-c（碱）V（碱）}{V（酸）+V（碱）}$计算酸碱的体积比．
（3）若所得混合液的pH=10，即溶液中的c（OH^-）=10^-3mol/L，根据c（OH^-）=$\frac{c（碱）V（碱）-c（酸）V（酸）}{V（酸）+V（碱）}$来计算．

解答 解：若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，则
（1）若所得混合液为中性，则有0.01a=0.1b，a：b=10：1，故答案为：10：1；
（2）若所得混合液的pH=2，则有$\frac{0.1b-0.01a}{a+b}$=0.01，解得：a：b=9：2，
故答案为：9：2；
（3）若所得混合液的pH=10，即溶液中的c（OH^-）=10^-3mol/L，则有：10^-3=$\frac{c（碱）V（碱）-c（酸）V（酸）}{V（酸）+V（碱）}$=$\frac{0.01a-0.1b}{a+b}$
解得a：b=101：9，故答案为：101：9．

点评 本题考查酸碱混合的定性判断，会根据溶液的酸碱性及电荷守恒判断离子浓度大小，注意（2）中水的离子积常数是10^-13而不是10^-14，否则会导致错误，为易错点．