Question

T℃时，pH = 2的CH₃COOH和H₂SO₄溶液各1mL，分别加水稀释到1000 mL，其溶液的pH与溶液体积(V)的关系如图所示

（1）图中a点的值为                

（2）若对上述硫酸再稀释10000倍则溶液中n (H⁺) :n(SO₄^2-)=                

（3）在T℃时，醋酸的电离平衡常数K=1.0×10^-5， K_w=1.0×10^-13则下列反应CH₃COO^-＋H₂OCH₃COOH＋OH^- 的平衡常数K=                   。

（4）在T℃时，取pH=2的硫酸溶液0.5Vml稀释到2Vml ，与0.1mol/L的NaOH溶液0.15Vml混合后稀释至10Vml，溶液的pH=           。

Answer

（各2分，8分）⑴ 5 ；⑵ 200：1； ③ 1.0×10-8；④ 10。

【解析】

试题分析：（1）对于硫酸来说，硫酸是二元强酸，在溶液中完全电离，电离方程式是：H2SO4=2H++SO42-，溶液的pH=2，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L，当其稀释1000倍后，溶液中c(H+)=10-2mol/L÷1000=10-5mol/L，溶液的pH=5；对于醋酸来说，是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+，主要以电解质分子的形式存在，溶液的pH=2， c(CH3COOH)> c(H+)=10-2mol/L;当其稀释1000倍后，已经电离的氢离子的浓度是原来的1/1000，由于溶液中存在电离平衡，未电离的醋酸分子会进一步电离产生H+，所以溶液中c(H+)大于原来的1/1000，则溶液的pH<5；可见强酸溶液的pH变化大，a=5；（2）对于pH=2的硫酸溶液来说，c(H+)=2c(H2SO4)=10-2mol/L；c(SO42-)=1/2 c(H+)=5×10-3mol/L；若对上述硫酸稀释1000倍后，再稀释10000倍，则溶液几乎是中性溶液， c (H+) =10-7mol/L，c(SO42-)=5×10-3mol/L×10-3×10-4=5×10-10mol/L，则c (H+) ：c(SO42-)=10-7mol/L：5×10-10mol/L=200:1，由于溶液的体积相等，所以二者的物质的量的比等于它们的物质的量浓度之比，故n (H+) :n(SO42-)=200：1；（3）在T℃时，醋酸的电离平衡常数K=1.0×10-5， Kw=1.0×10-13则下列反应：CH3COO-＋H2OCH3COOH＋OH- 的平衡常数K是：；（4）在T℃时，取原硫酸溶液0.5Vml稀释到2Vml，体积是原来的4倍，浓度是原来的1/4，在开始时溶液的pH=4，c(H+)=10-2mol/L，则在0.5Vml该溶液中含有氢离子的物质的量是n(H+)=10-2mol/L×5V×10-4L=5V×10-6mol； 0.1mol/L的NaOH溶液c(OH-)=0.1mol/L，当其体积是0.15Vml时其中含有的氢氧根离子的物质的量是n(OH-)=0.1mol/L×0.15V×10-3L=1.5V×10-5mol，当二者混合时会发生酸碱中和反应，根据酸碱中和反应的实质：H++OH-=H2O可知碱过量，则反应后溶液的n(OH-)=1.5×10-5mol —5×10-6mol =1V×10-5mol 混合后溶液的体积是c(OH-)=1V×10-5mol ÷10-2VL=10-3mol/L，在T℃时Kw=1.0×10-13，则该溶液中c(H+)=10-13÷10-3=10-10mol/L，所以溶液的pH=10；

【考点定位】考查强酸、弱酸溶液的稀释时溶液中离子浓度变化及酸碱混合溶液的pH的计算的知识。

【名师点睛】对于强酸来说，溶液每稀释10倍，溶液的pH增大1个单位，溶液中的酸根离子的浓度是原来的1/10；若稀释10n倍，溶液的pH增大n个单位，酸根离子的浓度是原来的10-n倍；当无限稀释时，由于溶液中存在水的电离平衡，水的电离就不能忽略，溶液的pH接近于中性溶液7而小于7；但是酸根离子会继续减小，这时溶液中H+与酸根离子的浓度比就远大于化学式中二者的物质的量的比。对于弱酸来说，由于在溶液中存在电离平衡，当酸稀释水，溶液中未电离的电解质分子会发生电离产生H+，使溶液的pH变化比强酸小。