Question

5．某溫度下，水的離子積K_w=l×10^-13．有酸溶液A，pH=a；堿溶液B，pH=b．為測定A、B混合后溶液導(dǎo)電性的變化以及探究A、B的相關(guān)性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置．
（1）實驗時，燒杯中應(yīng)盛A（選A或B）溶液．
（2）若A為一元強(qiáng)酸，B為一元強(qiáng)堿，且a+b=13．該同學(xué)在燒杯中先加入其中一種溶液，閉合開關(guān)K，測得燒杯中燈泡的亮度為10（假設(shè)亮度由暗到亮表示為1、2、3、…10、11、12、…20）．?dāng)嚅_開關(guān)K，將滴定管中的溶液逐滴加入到燒杯中．當(dāng)從滴定管滴入燒杯中的溶液體積和燒杯中盛有的溶液體積相等時，停止滴加溶液并閉合開關(guān)K，此時燈泡G的亮度約為5，原因是反應(yīng)后燒杯中自由離子的濃度約為原溶液的一半．燒杯中得到的溶液pH=6.5．
（3）若A為強(qiáng)酸，B為強(qiáng)堿，且a+b=13．?dāng)嚅_開關(guān)K，將滴定管中的溶液逐滴加入到燒杯中．當(dāng)測得燒杯中溶液pH和“（2）”中最后得到的溶液pH相同時，停止滴加溶液．此時燒杯中的溶液中陽離子濃度大于陰離子濃度，原因可能是A為多元強(qiáng)酸．
（4）若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=13，兩者等體積混合后溶液顯堿性．則混合溶液中必定有一種離子能發(fā)生水解，該水解反應(yīng)的離子方程式為M⁺+H₂O?MOH+H⁺．此時燒杯中的混合溶液中，微粒濃度大小關(guān)系一定正確的是④⑤（填序號）．
①c（MOH）＞c（M⁺）＞C（R^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
②c（HR）＞c（M⁺）＞c（R^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
③c（R^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
④c（M⁺）＞c（R^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
⑤c（M⁺）+c（H⁺）=c（R^-）+c（OH^-）
⑥c（MOH）=c（H⁺）-c（OH^-）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)根據(jù)圖示中滴定管構(gòu)造可知，該滴定管為酸式滴定管，則滴定管中盛放的為酸，即A溶液；
（2）根據(jù)該溫度下的水的離子積判斷兩溶液反應(yīng)后溶液酸堿性及溶液中離子濃度大小，從而判斷溶液導(dǎo)電性大�。桓鶕�(jù)水的離子積計算出中性溶液中氫離子濃度，再計算出溶液的pH；
（3）根據(jù)電荷守恒判斷溶液中陽離子濃度大于陰離子濃度原因；
（4）若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=14，兩者等體積混合后溶液顯堿性．說明堿是弱堿；從鹽類的水解以及電荷守恒角度分析，注意兩者等體積混合后溶液顯堿性的信息．

解答 解：（1）根據(jù)圖示中滴定管構(gòu)造可知，該滴定管為酸式滴定管，則滴定管中盛放的為酸，即A溶液，故答案為：A；
（2）該溫度下，水的離子積K_w=l×10^-13，a+b=13的一元強(qiáng)酸和一元強(qiáng)堿等體積混合，溶液呈中性，反應(yīng)后的溶液為鹽溶液，由于體積變成原先的2倍，離子濃度則變?yōu)樵�先�?\frac{1}{2}$，所以溶液的導(dǎo)電性為5；根據(jù)水的離子積可知，該溫度下，中性溶液中氫離子濃度為：l×10^-6.5mol/L，溶液的pH=6.5，
故答案為：5；反應(yīng)后燒杯中自由離子的濃度約為原溶液的一半；6.5；
（3）當(dāng)溶液呈中性時，有電荷守恒可知，溶液中陽離子所帶電荷總濃度應(yīng)該等于陰離子所帶負(fù)電荷總濃度，而現(xiàn)在陽離子濃度大于陰離子濃度，可知1個陰離子所帶電荷大于1個陽離子所帶電荷，即A為多元強(qiáng)酸，
故答案為：A為多元強(qiáng)酸；
（4）若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=14，兩者等體積混合后溶液顯堿性．說明堿是弱堿存在電離平衡，則混合溶液中必定是M⁺離子能發(fā)生水解，反應(yīng)的離子方程式為：M⁺+H₂O?MOH+H⁺；
易判斷⑤是正確的電荷守恒關(guān)系式，由于溶液呈堿性，故c（OH^-）＞c（H⁺），排除①、③，
根據(jù)c（OH^-）＞c（H⁺）和c（M⁺）+c（H⁺）=c（R^-）+c（OH^-）可得c（M⁺）＞c（R^-），
由于OH^-和H⁺均來自于弱電解質(zhì)的電離，其濃度應(yīng)該很小，故c（M⁺）＞c（R^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），即④正確．若HR是強(qiáng)酸，此時溶液中不再有HR分子，此時②即是錯誤的，由于混合溶液中MOH有大量剩余，即c（MOH）＞0，若⑥正確，則c（H⁺）＞c（OH^-），這與題意“溶液呈堿性”不符，故⑥是錯誤的，
故答案為：M⁺+H₂O?MOH+H⁺；④⑤．

點評 本題考查了影響溶液導(dǎo)電性因素、強(qiáng)弱電解質(zhì)的判斷，題目難度較大，注意掌握影響溶液導(dǎo)電性因素，易錯點為（4），注意溶液離子濃度大小比較的方法，尤其注意解答該題須知：①25℃時，pH之和為14的酸、堿溶液等體積混合，誰弱顯誰性，無弱顯中性（原因是：二者反應(yīng)后，弱者有大量剩余，所以弱者電離顯性）．