Question

【題目】在某溫度下的水溶液中，c(H＋)=10xmol·L﹣1 ，c(OH﹣)=10ymol·L﹣1。x與y的關系如圖所示：（已知lg2=0.3）

(1)水的離子積為___________________。

(2)0.01mol·L-1 H2SO4溶液的pH=________。

(3)pH＝7的溶液呈________ (填“酸性”、“中性”或“堿性”)。

(4) 若測得某溶液中，水電離出來的c(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1，且溶液為強堿溶液，則該溶液的pH＝______。中和100 mL該溶液需消耗HCl的物質的量為______mol。

Answer 1

【答案】10－13 mol2·L－2 1.7 堿性 12 0.01

【解析】

(1)由圖像可知 x+y =-13，可算出水的離子積常數 K w = c(H +) c (OH-)= 10xmol·L-1 ×10ymol·L-1 =

(2) 計算出0.01mol·L-1 H2SO4溶液中氫離子的濃度，利用pH=- lgc(H+)可計算出數值；

(3)比較溶液的酸堿性要看氫離子和氫氧根離子的相對大小，利用水的離子積常數知道pH=6.5時溶液為中性，則可以判斷則pH＝7的溶液呈堿性；

(4)不論何種溶液中水電離出的氫離子和氫氧根離子的濃度都相等，若測得某溶液中，水電離出來的c(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1，且溶液為強堿溶液，則該堿溶液的氫離子來自于水的電離，可算出pH，根據酸堿中和的原理，氫離子的物質的量和氫氧根離子的物質的量相等，算出消耗HCl的物質的量。

(1) 水的離子積 K w = c(H +) c(OH-)= 10xmol·L-1 ×10ymol·L-1 =mol2·L-2，由圖像可知 x+y =-13，故 K w =10 -13 mol2·L－2，

答案為：10 -13 mol2·L－2；

(2)0.01mol·L-1 H2SO4溶液中氫離子的濃度為0.01 mol·L-1×2=0.02 mol·L-1，則pH=-lg(2×10-2)=2- lg2=2-0.3=1.7，

答案為：1.7；

(3)該溫度下， K w =10 -13，即當pH=6.5時溶液為中性，則pH＝7的溶液呈堿性，

答案為：堿性；

(4) 不論何種溶液中水電離出的氫離子和氫氧根離子的濃度都相等，若測得某溶液中，水電離出來的c(OH－)＝1.0×10－12 mol·L－1，且溶液為強堿溶液，則該強堿溶液的氫離子來自于水的電離，因此溶液中的氫離子濃度等于水電離出的氫氧根離子的濃度＝1.0×10－12 mol·L－1，則該溶液的pH＝-lg c(H+)=-lg(1.0×10－12)=12；該溶液中c(OH－)= mol·L－1=0.1 mol·L－1，則100 mL該溶液中n(OH－)=0.1L×0.1 mol·L－1=0.01mol，根據H + +OH - = H2O，需消耗HCl的物質的量為0.01mol，

答案為：12；0.01。