Question

Ⅰ．（1）已知某溶液中存在OH^-、H⁺、NH

+ 4

、Cl^-四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）　②c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
③c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）　④c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）
填写下列空白：
（1）若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是

 

，上述四种离子浓度的大小顺序为

 

（选填序号）．
（2）若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质为

 

；若上述关系中④是正确的，则溶液中的溶质为

 

．
（3）若该溶液是由体积相等的稀盐酸和氨水混合而成，且恰好呈中性，则混合前c（HCl）

 

c（NH₃?H₂O）（填“大于”“小于”或“等于”，下同），混合前酸中c （H⁺）和碱中c（OH^-）的关系为c（H⁺）

 

c（OH^-）．
Ⅱ．某温度（t℃）时，水的离子积K_w=1×10^-12，则该温度（填大于、小于或等于）

 

25℃．
  在此温度下，将pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL与pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假设混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和，所得固体体积忽略不计）
（1）若所得混合液为中性，且a=10，b=1，则V_a：V_b=

 

，生成沉淀的质量为

 

．（最终结果可用含V_a、V_b的表达式来表示）
（2）若所得混合液的pH=2，且a=10，b=1，则V_a：V_b=

 

．

Answer 1

考点：离子浓度大小的比较,pH的简单计算,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：Ⅰ．（1）任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶质只有一种则为NH₄Cl，利用铵根离子水解使溶液显酸性来分析；
（2）由③中离子的关系可知溶液显碱性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），则溶液为氯化铵和氨水的混合溶液；由④中的离子关系可知溶液显酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），则溶液为盐酸与氯化铵的混合溶液；
（3）体积相等稀盐酸和氨水混合，若浓度相等，则恰好完全反应生成氯化铵，溶液显酸性，则溶液恰好呈中性时应为氨水与氯化铵的混合溶液来分析；
Ⅱ．温度越高，水的电离程度越大，则水的离子积常数越大；
pH=b的H₂SO₄溶液中c（H+）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
在此温度下，将pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL与pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假设混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和，所得固体体积忽略不计）
（1）若所得混合液为中性，说明酸和碱恰好反应生成盐；
（2）若所得混合液的pH=2，根据混合溶液中氢离子浓度计算酸碱体积之比．

解答： 解：（1）因任何水溶液中都有OH^-、H⁺，若溶质只有一种则为NH₄Cl，铵根离子水解方程式为NH₄⁺+H₂O?NH₃．H₂O+H⁺，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺），水解显酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），又水解的程度很弱，则c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），即①符合，
故答案为：NH₄Cl；①；
（2）③中离子的关系可知溶液显碱性，且c（NH₄⁺）＞c（Cl^-），则溶液为氯化铵和氨水的混合溶液，
其溶质为NH₄Cl、NH₃．H₂O；④中的离子关系可知溶液显酸性，且c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（NH₄⁺），则溶液为盐酸与氯化铵的混合溶液，其溶质为HCl、NH₄Cl，
故答案为：NH₄Cl和NH₃?H₂O；NH₄Cl和HCl；
（3）因体积、浓度相同的稀盐酸和氨水混合，溶液中的溶质为氯化铵，溶液显酸性，而题目要求该溶液恰好呈中性，因此c（HCl）＜c（NH₃?H₂O），
而HCl为强电解质，完全电离，NH₃．H₂O为弱电解质，不完全电离，则混合前酸中c（H⁺）和碱中c（OH^-）的关系为c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：小于；大于；
Ⅱ．温度越高，水的电离程度越大，则水的离子积常数越大，某温度（t℃）时，水的离子积K_w=1×10^-12＞10^-14，
故答案为：大于；
（1）pH=b的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
若所得混合液为中性，则酸和碱恰好中和，a=10，b=1，10^-1mol/L×V_bL=10^10-12mol/L×V_aL
则V_a：V_b=10：1，二者恰好反应生成硫酸钡和水，根据硫酸根离子守恒或钡离子守恒得硫酸钡的质量=0.5×10^-2mol/L×V_aL×233g/mol=1.165V_ag或0.5×10^-1mol/L×V_bL×233g/mol=11.65V_bg，
故答案为：10：1；1.165V_a或11.65V_b；
（2）若所得混合液的pH=2，10^-2mol/L=

10-1×Vb-10-2Va

Va+Vb

mol/L，
则V_a：V_b=9：2，故答案为：9：2．

点评：本题考查了离子浓度大小的比较、酸碱混合溶液定性判断，根据溶液中的溶质及其性质结合电荷守恒来确定离子浓度大小，根据酸碱混合溶液中溶液酸碱性确定酸碱体积之比，难度中等．