【题目】根据题意,完成下列问题。
(1)常温下,将1 mL pH=1的H2SO4溶液加水稀释到100 mL,稀释后的溶液pH=_____。
(2)某温度时,测得0.01 mol·L-1的NaOH溶液的pH为11,则该温度下水的离子积常数Kw=______。该温度__________25℃(填“高于”、“低于”或“等于”)。
(3)常温下,设pH=5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度为c1;pH=9的Ba(OH)2溶液中由水电离出的H+浓度为c2,则c1/ c2=__________。
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液aL与pH=3的H2SO4溶液bL混合(混合后溶液体积变化忽略不计)。
若所得混合溶液呈中性,则a∶b=__________。若所得混合溶液pH=12,则a∶b=__________。
(5)向明矾溶液中逐渐加入Ba(OH)2溶液至硫酸根离子刚好沉淀完全时,溶液的pH______7(填>,<,=),离子反应总方程式为______________________。
(6)用实验确定某酸HA是弱电解质。两同学的方案是:
甲:a.称取一定质量的HA配制成0.1molL-1的溶液100mL;
b.用pH试纸测出该溶液的pH,即可证明HA是弱电解质。
乙:a.用已知物质的量浓度的HA溶液、盐酸,分别配制pH=1的两种酸溶液各 100mL;
b.分别取这两种溶液各10mL,加水稀释为100mL;
c.各取相同体积的两种稀释液装入两个试管中,同时加入纯度相同的锌粒,观察反应现象,即可证明HA是弱电解质。
①在两个方案的第①步中,都要用到的定量仪器是_______。
②甲方案中,说明HA是弱电解质的理由是测得溶液的pH____1(选填“>”、“<”或“=”)。
乙方案中,说明HA是弱电解质的现象是_______(多选扣分)。
A.装HCl溶液的试管中放出H2的速率快
B.装HA溶液的试管中放出H2的速率快
C.两个试管中生成气体的速率一样快
【答案】3 1.0×10-13 高于 1 1:100 11:90 > Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O 100mL容量瓶 > B
【解析】
(1)1mLpH=1的H2SO4溶液加水稀释到100mL,c(H+)由0.1mol/L变为0.001mol/L,据此计算溶液的pH;
(2)常温下,0.01molL-1的NaOH溶液的pH为12,而某温度时测得0.01molL-1的NaOH溶液的pH为11,根据Kw= c(H+)×c(OH-)计算;
(3)pH=5的H2SO4的溶液中c(H+)=105 mol/L,pH=9的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=105 mol/L,据此分别计算由水电离出的H+浓度,在计算比值;
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=0.001mol/L。若所得混合溶液呈中性,则n(H+)=n(OH-);若所得混合溶液pH=12,则碱过量,据此列式计算;
(5)明矾的电离方程式为:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-。假设SO42-的物质的量为2mol,则明矾溶液中含有2molSO42-,1molAl3+,向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-刚好沉淀完全时,需要2molBa(OH)2,即加入的Ba2+为2mol,OH-为4mol,据此分析解答;
(6)①在两个方案的第①步中都要配制一定物质的量浓度的溶液,据此分析判断需要使用的定量仪器;②甲方案中,弱电解质只是部分电离;乙方案中由于pH=1,所以在与纯度相同的锌粒时,由于弱电解质的电离,所以c(H+)较大,所以放出H2的速率快,据此分析解答。
1mLpH=1的H2SO4溶液加水稀释到100mL,c(H+)由0.1mol/L变为0.001mol/L,稀释后的溶液pH=3,故答案为:3;
(2)常温下,0.01molL-1的NaOH溶液的pH为12,而某温度时测得0.01molL-1的NaOH溶液的pH为11,c(OH-)=0.01mol/L,c(H+)=10-11mol/L,则Kw=0.01×10-11=1.0×10-13,温度高于25℃,故答案为:1.0×10-13;高于;
(3)pH=5的H2SO4的溶液中由水电离出的H+浓度为c1=
=10-9mol/L,pH=9的Ba(OH)2溶液中由水电离出的H+浓度为c2=10-9mol/L,则
=1,故答案为:1;
(4)常温下,pH=13的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=3的H2SO4溶液中c(H+)=0.001mol/L。若所得混合溶液呈中性,aL×0.1mol/L=bL×0.001mol/L,解得a∶b=1∶100;若所得混合溶液pH=12,则碱过量,所以
=0.01mol/L,解得a∶b=11∶90,故答案为:1∶100;11∶90;
(5)明矾的电离方程式为:KAl(SO4)2=K++Al3++2SO42-。假设SO42-的物质的量为2mol,则明矾溶液中含有2molSO42-,1molAl3+,向明矾溶液中逐滴加入Ba(OH)2溶液至SO42-刚好沉淀完全时,需要2molBa(OH)2,即加入的Ba2+为2mol,OH-为4mol,生成2molBaSO4,1molAl3+与4molOH-反应生成1molAlO2-,反应的离子方程式为Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O,偏铝酸根离子水解,溶液呈碱性,pH>7,故答案为:>;Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O;
(6)①配制100mL一定物质的量浓度溶液时需要的定量仪器是100mL容量瓶,故答案为:100mL容量瓶;
②弱电解质中存在电离平衡,不能完全电离,所以如果HA是弱电解质,则0.1mol/L溶液的pH就一定>1;弱酸在稀释过程中会继续电离出阴阳离子,因此稀释相同的倍数后,HA溶液中氢离子的浓度大于盐酸中氢离子的浓度,所以装HA溶液的试管的中放出H2的速率快,故答案为:>;B。