Question

20．溶液酸堿性探究題
25℃時，某化學興趣小組在測定酸堿中和滴定曲線的活動中，從實驗室領取一瓶一元酸（HA）和一瓶pH=11的堿（BOH）溶液．由于標簽破損不知道是何種酸，測得該酸溶液的pH=3．為了進一步認識該酸，請你參與該興趣小組同學設計實驗方案．
（1）證明該一元酸是不是鹽酸：

滴加試劑	所根據的現象	結論
		不是鹽酸

（2）探究HA是強酸還是弱酸：取上述HA和BOH的溶液各20mL混合后溶液的pH=5，試推測HA是強酸還是弱酸．你的結論是弱酸；如果酸是強酸，當體積相等時，pH=3的HA和pH=11的BOH反應只能是中性或堿性，而反應后溶液的pH=5為酸性，所以HA必為弱酸．
（3）若HA是強酸、BOH是強堿，現將此HA溶液和BOH溶液按一定體積比混合后測得溶液的pH=4（設混合后溶液的體積變化忽略不計）．則混合時酸和堿的體積之比為V（HA）：V（BOH）=11：9．
（4）若HA是強酸，pH=a，BOH是強堿，pH=b，已知a+b=12，兩種溶液混合后溶液pH=7，則酸溶液體積V（酸）和堿溶液體積V（堿）的倍數關系是V（堿）100V（酸）．

Answer 1

分析 （1）用試管取少量酸（HA）溶液，往其中加入少量AgNO₃溶液，若出現白色沉淀說明是鹽酸，否則不是的；
（2）如果酸是強酸，當體積相等時，pH=3的HA和pH=11的BOH反應只能是中性或堿性，而反應后溶液的pH=5為酸性，所以HA必為弱酸；
（3）若HA是強酸、BOH是強堿，混合后測得溶液的pH=4，根據公式：$\frac{1{0}^{-3}V（HA）-1{0}^{-3}V（BOH）}{V（HA）+V（BOH）}$=10^-4，V（HA）：V（BOH）=11：9；
（4）25℃時，若HA是強酸，pH=a，BOH是強堿，pH=b，已知a+b=12，兩種溶液混合后溶液pH=7，溶液顯中性，根據c（H⁺）=c（OH^-）計算．

解答 解：（1）用試管取少量酸（HA）溶液，往其中加入少量AgNO₃溶液，若出現白色沉淀說明是鹽酸，否則不是的；
故答案為：

滴加試劑	所根據的現象	結論
AgNO3溶液	沒有白色沉淀產生	不是鹽酸

（2）如果酸是強酸，當體積相等時，pH=3的HA和pH=11的BOH反應只能是中性或堿性，而反應后溶液的pH=5為酸性，所以HA必為弱酸；
故答案為：弱酸；如果酸是強酸，當體積相等時，pH=3的HA和pH=11的BOH反應只能是中性或堿性，而反應后溶液的pH=5為酸性，所以HA必為弱酸；
（3）若HA是強酸、BOH是強堿，混合后測得溶液的pH=4，根據公式：$\frac{1{0}^{-3}V（HA）-1{0}^{-3}V（BOH）}{V（HA）+V（BOH）}$=10^-4，V（HA）：V（BOH）=11：9；
故答案為：11：9；
（4）25℃時，若HA是強酸，pH=a，BOH是強堿，pH=b，已知a+b=12，兩種溶液混合后溶液pH=7，溶液顯中性，c（H⁺）=c（OH^-），
10^-a×V（酸）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{a-12}}$V（堿），V（堿）=100 V（酸）；
故答案為：V（堿）=100 V（酸）．

點評 本題考查了弱電解質的電離，酸堿中和滴定，pH的計算，注意該溶液呈堿性，要根據溶質來確定水電離出氫氧根離子濃度，題目難度中等．