Question

某温度(T℃)时，水的离子积为K_w＝1×10^－13。若将此温度下pH＝11的苛性钠溶液a L与pH＝1的稀硫酸b L混合(设混合后溶液体积的微小变化忽略不计)，试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比。

(1)若所得混合溶液为中性，则a∶b＝__；此溶液中各离子的浓度由大到小的排列顺序是_____。

(2)若所得混合溶液的pH＝2，则a∶b＝____；此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是______。

Answer

10∶1 c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－) 9∶2 c(H＋)>c(SO42—)>c(Na＋)>c(OH－)

【解析】

若将此温度（T℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中，c(H+)=10-11 mol/L ，c(OH-)=mol/L=0.01mol/L，c(Na+)=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c(H+)=0.1mol/L，c(SO4 2- )=0.05 mol/L；

(1)若所得混合液为中性，则有n(OH-)= n(H+)，即0.01a=0.1b，a：b=10：1，混合溶液呈中性，则c(OH-)= c(H+)，根据电荷守恒得c(Na+)+ c(H+)= c(OH-)+2 c(SO4 2- ) ，则c(Na+)＞c(SO4 2- )，该溶液为盐溶液，硫酸根离子浓度大于氢离子浓度，所以离子浓度大小顺序是：c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－)，

故答案为：10：1； c(Na＋)>c(SO42—)>c(H＋)＝c(OH－)；

②若所得混合液的pH=2，c(H＋)=0.01 mol/L，硫酸过量，则有=0.01，解得：a：b=9：2；溶液呈酸性,则：c(H+)>c(OH−)，溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，硫酸根离子浓度为：mol/L=0.009mol/L，所以氢离子浓度大于硫酸根离子浓度，根据物料守恒知，c(SO42—)> c(Na＋)，氢氧根离子来自于水，浓度最小，此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是c(H＋)>c(SO42－)>c(Na＋)>c(OH－)；

故答案为：9：2；c(H＋)>c(SO42－)>c(Na＋)>c(OH－)。