Question

7．下列对该溶液的叙述不正确的是（　　）

• A． 已知温度T时水的离子积常数为K_w，该温度下，将浓度为a mol•L^-1的一元酸HA与b mol•L^-1的一元碱BOH等体积混合，混合溶液中当c（H⁺）=$\sqrt{{k}_{W}}$ mol•L^-1时可判定该溶液呈中性
• B． pH=5的H₂SO₄溶液，加水稀释到500倍，则稀释后c（H⁺）与c（SO₄^2-）的比为2：1
• C． 某温度下，水的离子积常数K_w=10^-12，该温度下，将pH=4的H₂SO₄溶液与pH=9的NaOH溶液混合并保持恒温，欲使混合溶液的pH=7，则稀硫酸与NaOH溶液的体积比为9：1
• D． 将pH=1的盐酸平均分成两份，一份加入适量水，另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液，pH都升高了1，则加入的水与NaOH溶液的体积比为11：1

Answer 1

分析 A．温度T时水的离子积常数为K_W，根据c（H⁺）•c（OH^-）=K_W，c（H⁺）=$\frac{{K}_{W}}{c（OH-）}$，当c（H⁺）=$\sqrt{{K}_{W}}$mol•L^-1时，说明c（H⁺）=c（OH^-）；
B．由溶液pH=5，计算原溶液中c（H⁺），原溶液中c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺），稀释500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，计算出稀释后溶液中硫酸根的物质的量浓度，最后得出比例关系；
C．该温度下，水的离子积常数K_W=1×10^-12，则纯水pH=6，pH=4的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-4 mol/L，pH=9的NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10^-3 mol/L，混合并保持恒温，混合溶液的pH=7＞6，溶液呈碱性，则混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，据此计算稀硫酸和氢氧化钠溶液体积之比；
D．前者根据溶质的物质的量不变，pH升高了1，则体积是原盐酸体积的10倍；后者pH也升高了1，反应后酸过量，可设碱液体积x，计算氢氧化钠溶液的体积．

解答 解：A．温度T时水的离子积常数为K_W，根据c（H⁺）•c（OH^-）=K_W，c（H⁺）=$\frac{{K}_{W}}{c（OH-）}$，浓度为a mol•L^-1的一元酸HA与b mol•L^-1的一元碱BOH等体积混合，混合溶液中当c（H⁺）=$\sqrt{{k}_{W}}$ mol•L^-1时，说明c（H⁺）=c（OH^-），可判定该溶液呈中性，故A正确；
B．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，
溶液稀释500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×$\frac{1}{500}$=1×10^-8mol/L，
所以稀释后溶液中c（H⁺）与c（SO₄^2-）的比值近似为：1×10^-7mol/L：1×10^-8mol/L=10：1，故B错误；
C．该温度下，水的离子积常数K_W=1×10^-12，则纯水pH=6，pH=4的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-4 mol/L，pH=9的NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10^-3 mol/L，混合并保持恒温，混合溶液的pH=7＞6，溶液呈碱性，则混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，设稀硫酸、NaOH溶液体积为xL、yL，
c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-3}y-1{0}^{-4}x}{x+y}$mol/L=10^-5 mol/L，x：y=9：1，故C正确；
D．盐酸平均分成2份，设每份都为1L，将pH=l的盐酸加适量的水，pH升高了1，则体积是原盐酸体积的10倍，说明所加的水的体积是原溶液的9倍，即水的体积为9L；另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的适量NaOH溶液后，pH也升高了1，反应后酸过量，可设碱液体积x，依题意可列出下列等式：10^-1mol/L×1L-10^-1mol/L×xL=10^-2mol/L×（1+x）L，解之得x=$\frac{9}{11}$L，则加入的水与NaOH溶液的体积比为9：$\frac{9}{11}$=11：1，故D正确．
故选B．

点评 本题考查pH的计算，综合性强，涉及溶液的稀释和酸碱中和后混合液的pH计算，具有一定的难度，解题的关键是概念清楚，公式准确，在熟练掌握基础知识的同时，还应根据题目的要求，灵活运用，解决实际问题．