Question

18．按要求填寫下列相關(guān)內(nèi)容：
（1）在常溫下，將體積為VaL、pH為a的稀硫酸和體積為VbL、pH為b的燒堿溶液混合，若所得混合液為中性．如果a+b=15，則Va：Vb=10：1．
某溫度時，水的離子積常數(shù)Kw=1×10^-13．在此溫度下，將pH=a的硫酸溶液VaL與pH=b的NaOH溶液VbL混合，若所得混合液為中性，如果a+b=12，則Va：Vb=1：10．
（2）中和相同體積，相同pH的Ba（OH）₂、NH₃•H₂O、NaOH三種稀溶液所用相同濃度的鹽酸的體積分別為V₁、V₂、V₃，則三種關(guān)系為V₂＞V₃=V₁（用“V₁、V₂、V₃”和“＞、＜、=”表示）．
（3）今有A．鹽酸  B．醋酸  C．硫酸三種酸：
①在同體積、同pH的三種酸中，分別加入足量的碳酸氫鈉粉末，在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是B＞A=C．（填酸的序號并用符號“＞、＜、=”連接，下同）
②在同體積、同pH的三種酸中，同時加入形狀、密度、質(zhì)量完全相同的鋅粒，若產(chǎn)生相同體積的氫氣（同溫同壓下），則開始反應(yīng)時速率大小關(guān)系是A=B=C，反應(yīng)所用時間長短關(guān)系是A=C＞B．

Answer 1

分析 （1）在常溫下，有體積為V_a升、pH值為a的稀硫酸和體積為V_b升，pH值為b的燒堿溶液混和，若所得混合液為中性．說明氫離子和氫氧根離子前后反應(yīng)，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=15，計算得到V_a：V_b；
根據(jù)該溫度下水的離子積計算出氫氧化鈉的濃度、硫酸中氫離子濃度，然后根據(jù)反應(yīng)后溶液顯示中性計算出兩溶液的體積之比；
（2）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時，其濃度大于NaOH，然后結(jié)合酸堿中和時c（OH^-）越大，消耗酸越多；
（3）①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質(zhì)的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，酸中氫離子的物質(zhì)的量與生成二氧化碳的體積成正比；
②反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比；酸中氫離子濃度越大，反應(yīng)速率越快，反應(yīng)時間越短，反應(yīng)過程中醋酸不斷電離．

解答 解：（1）體積為V_a升、pH值為a的稀硫酸和體積為V_b升，pH值為b的燒堿溶液混和，若所得混合液為中性．說明氫離子和氫氧根離子前后反應(yīng)，得到：
V_a×10^-a=V_b×$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-b}}$，如果a+b=15，計算得到V_a：V_b =10^-14+a+b=10¹=10：1；
若所得混合溶液為中性，pH=b的NaOH溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，c（OH^-）=$\frac{1×1{0}^{-13}}{1{0}^{-b}}$mol/L
pH=a的硫酸溶液中c（H⁺）=10^-amol/L，因c（H⁺）×V_a=c（OH^-）×V_b，則10^-a×V_a=$\frac{1×1{0}^{-13}}{1{0}^{-b}}$mol/L×V_b，結(jié)合a+b=12整理可得：V_a：V_b=1：10，
故答案為：10：1；1：10；
（2）等體積、等pH的Ba（OH）₂、NaOH中，c（OH^-）相同，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，用去酸的體積V₁=V₃，
但NH₃•H₂O為弱堿，等pH時，其濃度大于NaOH，滴加等濃度的鹽酸將它們恰好中和，弱堿繼續(xù)電離產(chǎn)生氫氧根離子，則消耗酸多，即V₂＞V₃，
所以消耗酸的體積關(guān)系為：V₂＞V₃=V₁，
故答案為：V₂＞V₃=V₁；
（3）醋酸和鹽酸都是一元酸，醋酸是弱酸，鹽酸是強(qiáng)酸，硫酸是二元強(qiáng)酸，所以醋酸中存在電離平衡，氯化氫和硫酸完全電離，
①同體積，同pH的三種酸中，鹽酸和硫酸中氫離子的物質(zhì)的量相等，醋酸溶液中醋酸的物質(zhì)的量大于鹽酸，分別加入足量的碳酸鈉粉末，氫離子的物質(zhì)的量越大，生成的二氧化碳體積越大，硫酸和鹽酸中生成的二氧化碳體積相同，醋酸中生成的二氧化碳體積最大，所以在相同條件下產(chǎn)生CO₂的體積由大到小的順序是：B＞A=C，
故答案為：B＞A=C；
②反應(yīng)速率與氫離子濃度成正比，開始時這三種溶液中氫離子濃度相等，所以開始反應(yīng)速率相等，隨著反應(yīng)的進(jìn)行，醋酸不斷電離出氫離子，鹽酸和硫酸不再電離出氫離子，所以反應(yīng)過程中氫離子濃度醋酸最大，硫酸和鹽酸中相等，所以反應(yīng)速率醋酸＞硫酸=鹽酸，則反應(yīng)時間大小為：A=C＞B，
故答案為：A=B=C；A=C＞B．

點(diǎn)評 本題考查了弱堿混合的定性判斷及溶液pH的計算，題目難度中等，明確溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系為解答關(guān)鍵，注意掌握弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響，試題培養(yǎng)了學(xué)生的分析能力及靈活應(yīng)用能力．