Question

某溫度（t ℃）時，水的離子積為K_w＝1×10^-13。若將此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液a L與pH＝1的稀硫酸b L混合（設混合后溶液體積的微小變化忽略不計），試通過計算填寫以下不同情況時兩種溶液的體積比。
（1）若所得混合溶液為中性，則a∶b＝__________；此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是
______________________________________________________________。
（2）若所得混合溶液的pH＝2，則a∶b＝_____________。

Answer 1

（1）10∶1（2分）；c(Na⁺)>c(SO₄^2-)>c(H⁺)＝c(OH^-)（1分）；（2）9∶2（2分）

試題分析：由于該溫度小水的離子積為K_w＝1×10^-13
所以此溫度下pH＝11的苛性鈉溶液中c＝(OH^－)＝mol/L＝0.01mol/L
pH＝1的稀硫酸中c(H^＋)＝0.1mol/L
（1）若所得混合溶液為中性，這說明n(H^＋)＝n(OH^－)
因此bL×0.1mol/L＝aL×0.01mol/L
解得a:b＝10:1
由于所得溶液恰好是Na₂SO₄溶液，因此溶液中離子濃度的大小關系是c(Na⁺)>c(SO₄^2-)>c(H⁺)＝c(OH^-)
（2）若所得混合溶液的pH＝2，這說明硫酸是過量的
因此有＝0.01mol/L
解得a∶b＝9:2