Question

【題目】按要求填寫下列相關內容：

（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=_______。某溫度時，水的離子積常數 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=_______。

（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，則三種關系為______________(用“V1、V2、V3”和“>、<、=”表示)。

（3）常溫下將 0.2mol/LHCl 溶液與 0.2mol/LMOH 溶液等體積混合（忽略混合后溶液體積的變化），測得混合溶液的 pH=6，試回答以下問題：

①0.2mol/LHCl 溶液中由水電離出的 c（H+）______0.2mol/LMOH 溶液中由水電離出的c（H+）；（填“＞”、“＜”、或“=”）

②求出混合溶液中下列算式的精確計算結果（填具體數字）：c（Cl-）-c（M+）=_______mol/L。

③已知 Ksp（CaCO3）＝2.8×10－9mol2·L－2． 現將 CaCl2 溶液與 0.02 mol·L－1Na2CO3 溶液等體積混合，生成 CaCO3 沉淀時，所需 CaCl2 溶液的最小物質的量濃度為______mol/L。

Answer 1

【答案】 10∶1（或 10） 1∶10 V2﹥V3＝V1 ＜ 9.9×10-7 5.6×10－7

【解析】（1）體積為VaL、pH值為a的稀硫酸和體積為VbL，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恰如完全反應，得到：Va×10-a=Vb×10b-14，如果a+b=15，計算得到Va：Vb =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-）=mol/L，pH=a的硫酸溶液中c（H+）=10-amol/L，因c（H+）×Va=c（OH-）×Vb，則10-a×Va=mol/L×Vb，結合a+b=12整理可得：Va：Vb=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NH3H2O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，弱堿繼續電離產生氫氧根離子，則消耗酸多，即V2＞V3，所以消耗酸的體積關系為：V2＞V3=V1；（3）HCl與MOH的物質的量相等，二者混合恰好反應得到MCl溶液，混合后溶液的pH=6，說明MOH為弱堿。①HCl溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度為mol/L，0.2mol/LMOH溶液中c（OH-）<0.2mol/L，則溶液中水電離的氫離子濃度大于mol/L，故0.2mol/LHCl溶液中由水電離出的c（H+）<0.2mol/LMOH溶液中由水電離出的c（H+）；②根據電荷守恒：c（Cl-）+c（OH-）=c（M+）+c（H+），則c（Cl-）-c（M+）=c（H+）-c（OH-）=10-6 mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L；③Na2CO3溶液的濃度為2×10-2mol/L，等體積混合后溶液中c（CO32-）=×2×10-2mol/L=1×10-2mol/L，根據Ksp（CaCO3）=c（CO32-）c（Ca2+）=2.8×10-9可知，c（Ca2+）=mol/L=2.8×10-7mol/L，原溶液CaCl2溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca2+）的2倍，故原溶液CaCl2溶液的最小濃度為2×2.8×10-7mol/L=5.6×10-7mol/L。