Question

16．（1）某溫度下，K_w=10^-12．若保持溫度不變，向少量水中加入400g的NaOH固體，并加水稀釋至1L，才能使溶液中水電離產生的H⁺、OH^-的濃度乘積即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26．若保持溫度不變，向水中通入的HCl氣體恰好使溶液中c（H⁺）/c（OH^-）=10¹⁰，則此時水電離的c（OH^-）=10^-11mol•L^-1．
（2）一定溫度下，現有a．鹽酸，b．硫酸，c．醋酸 三種酸
①當三種酸體積相同，物質的量濃度相同時，使其恰好完全中和所需NaOH的物質的量由大到小的順序是b＞a=c．（用a、b、c表示）
②當三者c（H⁺）相同且體積也相同時，分別放入足量的鋅，相同狀況下產生氣體的體積由大到小的順序是c＞a=b．（用a、b、c表示）
③當c（H⁺）相同、體積相同時，同時加入形狀、密度、質量完全相同的鋅，若產生相同體積的H₂（相同狀況），則開始時反應速率的大小關系為a=b=c．（用a、b、c表示）
（3）現有兩瓶pH=2的鹽酸和醋酸溶液，簡述如何用最簡單的方法區別鹽酸和醋酸．（限選試劑：石蕊試液、酚酞試液、pH試紙、蒸餾水）．采用的方法為各取等體積醋酸和鹽酸用蒸餾水稀釋相同倍數（如100倍），然后用pH試紙分別測其pH值，pH值變化大的是鹽酸．
（4）執信中學A學生為了測定某燒堿樣品的純度，準確稱量8.2g含有少量中性易溶雜質的樣品，配成500mL待測溶液．用0.200 0mol•L^-1的標準鹽酸進行滴定，選擇甲基橙作指示劑，試根據實驗回答下列問題：
①滴定過程中，眼睛應注視錐形瓶中溶液顏色變化；滴定終點時，溶液從黃色變為橙色，并且半分鐘內不恢復原來的顏色．
②觀察酸式滴定管液面時，開始俯視，滴定終點平視，則滴定結果偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）；若將錐形瓶用待測液潤洗，然后再加入10.00mL待測液，則滴定結果偏高（填“偏高”、“偏低”或“無影響”）．
③根據如表數據，通過標準酸滴定，計算待測燒堿溶液的物質的量濃度是0.4000 mol•L^-1，燒堿樣品的純度是97.56%．（本小題計算結果保留4位有效數字）

滴定次數	待測溶液 體積（mL）	標準酸體積
		滴定前的刻度（mL）	滴定后的 刻度（mL）
第①次	10.00	0.40	20.50
第②次	10.00	4.10	24.00
第③次	10.00	2.20	23.80

Answer 1

分析 （1）水電離產生的H⁺、OH^-的濃度乘積即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26，則c（H⁺）=10^-13mol/L，根據K_w=10^-12計算c（OH），然后計算氫氧化鈉的質量；
若保持溫度不變，向水中通入的HCl氣體恰好使溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，已知K_w=10^-12，則c（H⁺）=0.1mol/L，然后計算水電離的c（OH^-）；
（2）HCl為一元強酸，H₂SO₄為二元強酸，體積、pH相同時，c（H⁺）相同；而CH₃COOH為弱酸，其c（CH₃COOH）＞c（H⁺）；物質的量濃度相同時，c（H⁺）關系：硫酸＞鹽酸＞醋酸；據此分析；
（3）可根據強弱酸稀釋時溶液PH的變化不同來分析；
（4）①滴定過程中眼睛需要觀察錐形瓶中溶液顏色變化，以判定滴定終點；堿性時甲基橙為黃色，滴定終點時甲基橙變為橙色；
②根據c（待測）=$\frac{c（標準）×c（待測）}{V（待測）}$分析不當操作對V（標準）的影響，以此判斷誤差；
③先分析所耗鹽酸標準液的體積的有效性，然后求出所耗鹽酸標準液的體積平均值，然后根據c（待測）=$\frac{c（標準）×c（待測）}{V（待測）}$計算，根據燒堿樣品的純度是$\frac{氫氧化鈉質量}{樣品質量}$×100%來計算純度．

解答 解：（1）水電離產生的H⁺、OH^-的濃度乘積即：c（H⁺）_水•c（OH^-）_水=10^-26，則c（H⁺）=10^-13mol/L，已知K_w=10^-12，c（OH）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-13}}$=10mol/L，則氫氧化鈉的物質的量為10mol/L×1L=10mol，則質量為10mol×40g/mol=400g；
若保持溫度不變，向水中通入的HCl氣體恰好使溶液中$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10¹⁰，已知K_w=10^-12，則c（H⁺）=0.1mol/L，則水電離的c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.1}$=10^-11mol/L；
故答案為：400；10^-11；
（2）①物質的量濃度相同、體積相同時三種酸的物質的量相同，1mol硫酸消耗2molNaOH，所以醋酸和HCl均能消耗1molNaOH，所以使其恰好完全中和所需NaOH的物質的量由大到小的順序是：b＞a=c，
故答案為：b＞a=c；
②當三種酸溶液氫離子濃度相同、體積也相同時，分別加入足量鋅，由于醋酸為弱電解質，醋酸的物質的量濃度增大；鹽酸和硫酸為強酸，含有的氫離子濃度相等，所以相同狀況下產生氣體的體積關系為：c＞a=b；
故答案為：c＞a=b；
③當其c（H⁺）相同、體積相同時，與鋅反應生成的氫氣，開始時的速率相同，即：a=b=c；
故答案為：a=b=c；
（3）弱酸稀釋時促進電離，兩種酸稀釋相同的倍數后溶液中的氫離子濃度不等來比較，則各取等體積醋酸和鹽酸用蒸餾水稀釋相同倍數（如100倍），然后用pH試紙分別測其pH值，pH值變化大的是鹽酸；
故答案為：各取等體積醋酸和鹽酸用蒸餾水稀釋相同倍數（如100倍），然后用pH試紙分別測其pH值，pH值變化大的是鹽酸；
（4）①滴定過程中眼睛需要觀察錐形瓶中溶液顏色變化，以判定滴定終點；用0.2000mol•L^-1的標準鹽酸進行滴定NaOH溶液，錐形瓶中為NaOH溶液和甲基橙，堿性時甲基橙為黃色，滴定終點時甲基橙變為橙色，到達滴定終點時：溶液從黃色變為橙色，并且半分鐘內不恢復原來的顏色；
故答案為：錐形瓶中溶液顏色變化；黃；橙；并且半分鐘內不恢復原來的顏色；
②觀察酸式滴定管液面時，開始俯視，滴定終點平視，則滴定結果，讀數偏大，V（標準）偏大，由c（待測）=$\frac{c（標準）×c（待測）}{V（待測）}$可知，測定結果偏高；
若將錐形瓶用待測液潤洗，則待測溶液中溶質的物質的量偏大，消耗的標準溶液的體積偏大，由c（待測）=$\frac{c（標準）×c（待測）}{V（待測）}$可知，測定結果偏高；
故答案為：偏高；偏高；
③所耗鹽酸標準液的體積分別為：20.1mL，19.9mL、21.6mL，前兩組數據均有效，鹽酸標準液的平均體積為20.00mL；c（待測）=$\frac{c（標準）×c（待測）}{V（待測）}$=$\frac{0.2000mol/L×20.00mL}{10.00mL}$=0.4000 mol•L^-1，燒堿樣品的純度=$\frac{0.5L×0.4000mol/L×40g/mol}{8.2g}$×100%=97.56%，
故答案為：0.4000 mol•L^-1；97.56%．

點評 本題考查了混合溶液酸堿性定性判斷、pH的計算、中和滴定操作方法及誤差分析，題目難度中等，注意把握pH的有關計算、中和滴定的操作和誤差分析方法，試題培養了學生的分析能力及化學實驗能力．