Question

弱酸HY溶液的pH＝3，弱酸HZ溶液的pH＝4，兩者濃度相近，將兩溶液等體積混合后的pH范圍是

1. A.
   3.0～3.3
2. B.
   3.3～3.5
3. C.
   3.5～4.0
4. D.
   3.7～4.3

Answer 1

A
【錯解分析】求兩種弱酸溶液等體積混合的pH值，應該說超出現行教材的范圍。但是求其pH值范圍，應該說學生的能力還是能夠達到的，關鍵是如何處理。若簡單視為3和4的平均值，將得到B，C選項的錯誤結論。若按下式計算：

pH=4～lg5.5＜3.3
因此選擇了A選項。其結論是對的，但推理存在問題。因為兩種弱酸等體積混合時，存在著弱酸的電離平衡，不能簡單地將已電離的氫離子來求混合溶液的氫離子濃度，進而求混合液的pH值。
【正解】實際上題目給了一定信息，兩者濃度相近，弱酸HY的氫離子濃度比弱酸HZ的氫離子濃度大10倍，由此可知HY的酸性比HZ的強很多。因此兩溶液等體積混合時，可視為在弱酸HY的溶液中加入等體積的水（先將HZ溶液看作水），根據以下計算：
設：弱酸HY的濃度為C，電離度為a₁

[H⁺]＝Ca₁＝10^-3mol·L^-1
當加入等體積水后，HY的濃度變為0.5C，電離度為a₂（比a₁稍大），
[H⁺]=0.5Ca₂＞0.5Ca₁＝0.5×10^-3mol·L^-1
再考慮HZ電離一定量的氫離子，因此混合溶液的氫離子濃度是比0.5×10^-3mol·L^-1稍大的值，其pH值小于-lg0.5×10^-3（約為3.3），得出混合溶液的pH范圍是：3.0～3.3。