Question

t℃時，有pH=2的稀硫酸和pH=11的NaOH溶液等體積混合后溶液呈中性，則該溫度下水的離子積常數(shù)
K_w=

 

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（1）該溫度下（t℃），將100mL 0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄溶液與100mL 0.4mol?L^-1的NaOH溶液混合后（溶液體積變化忽略不計），溶液的pH=

 

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（2）該溫度下（t℃），1體積的稀硫酸和10體積的NaOH溶液混合后溶液呈中性，則稀硫酸的pH（pH_a）與NaOH溶液的pH（pH_b）的關(guān)系是

 

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Answer 1

考點：pH的簡單計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度為10^-2mol/L，設該溫度下水的離子積常數(shù)K_w=10^-a，則pH=11的NaOH溶液中氫氧根離子濃度為：

10-a

10-11

mol/L，據(jù)此計算出a即可；根據(jù)硫酸中氫離子與氫氧化鈉中氫氧根離子的物質(zhì)的量判斷過量，然后計算出反應后溶液中氫離子濃度，最后計算出其余的pH；
（2）混合溶液呈中性，說明酸中氫離子的物質(zhì)的量等于堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量．

解答： 解：設該溫度下設該溫度下水的離子積常數(shù)K_w=10^-a，pH=2的H₂SO₄溶液中氫離子的濃度為10^-2mol/L，
pH=11的NaOH溶液中氫離子濃度為10^-11mol/L，則氫氧根離子濃度為：

10-a

10-11

mol/L=10^（11-a）mol/L，
等體積的氫氧化鈉、稀硫酸恰好反應，則氫離子與氫氧根離子濃度相等，即10^-2mol/L=10^（11-a）mol/L，解得a=13，
水的離子積常數(shù)K_w=10^-13；故答案為：10^-13；
（1）100mL 0.1mol?L^-1的稀H₂SO₄溶液中氫離子的物質(zhì)的量為：0.1mol/L×2×0.1L=0.02mol，
100mL 0.4mol?L^-1的NaOH溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量為：0.4mol/L×0.1mol=0.04mol，
兩溶液混合后氫氧根離子過量，反應后氫氧根離子的濃度為：

0.04mol-0.02mol

0.2L

=0.1mol/L，
根據(jù)水的離子積常數(shù)K_w=10^-13可得，溶液中氫離子濃度為：

10-13

0.1

mol/L=10^-12mol/L，該溶液的pH=12，
故答案為：12；  
（2）若1體積pH₁=pH_a的稀硫酸溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度=10^-pH_a mol/L，10體積pH₂=b的某強堿溶液中氫氧根離子的物質(zhì)的量濃度=10 ^pH_b-13 mol/L，混合后溶液呈中性，則氫離子的物質(zhì)的量等于氫氧根離子的物質(zhì)的量，所以1×10^-pH_a  mol/L=10×10 ^pH_b-13 mol/L，所以pH_a+pH_b=12，
故答案為：pH_a+pH_b=12．

點評：本題考查了酸堿混合后溶液定性判斷及溶液pH的簡單計算，題目難度中等，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系，試題培養(yǎng)了學生靈活應用所學知識的能力．