Question

16．（1）pH=2的H₂SO₄稀釋100倍，pH=4，pH=12的NaOH稀釋100倍，pH=10
（2）室溫時，將pH=5的H₂SO₄的溶液稀釋10倍，c（H⁺）：c（SO${\;}_{4}^{2-}$）=2：1，將稀釋后的溶液在稀釋100倍，c（H⁺）：c（SO${\;}_{4}^{2-}$）=20：1．

Answer 1

分析 （1）pH=-lgc（H⁺），pH=2的H₂SO₄稀釋100倍，c（H⁺）由0.01mol/L變為0.0001mol/L；pH=12的NaOH，根據c（OH^-）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{C（{H}^{+}）}$計算出氫氧根離子濃度為0.01mol/L，氫氧根離子濃度為0.01mol/L稀釋100倍，變為0.0001mol/L，再根據pH=-lgc（H⁺）計算出溶液的pH；
（2）依據pH=-lgc（H⁺），計算PH=5的硫酸溶液中，氫離子的物質的量濃度，依據H₂SO₄=2H⁺+SO₄^2-，計算硫酸根離子的濃度；溶液稀釋10倍后，氫離子濃度由1×10^-5mol/L變為1×10^-6mol/L，稀釋100倍，此時溶液接近中性，氫離子濃度不可能小于1×10^-7mol/L，只能無限接近1×10^-7mol/L，而稀釋過程中硫酸根的物質的量不變，計算稀釋后溶液中硫酸根的物質的量濃度，據此計算解答．

解答 解：（1）pH=-lgc（H⁺），pH=2的H₂SO₄c（H⁺）=0.01mol/L，加水稀釋100倍，溶液中氫離子濃度c（H⁺）由0.01mol/L變為0.0001mol/L，則稀釋后溶液的pH=-lg0.0001=4，
pH=12的NaOH中c（H⁺）=10^-12mol/L，c（OH^-）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{C（{H}^{+}）}$=0.01mol/L，NaOH稀釋100倍，溶液中氫離子濃度c（OH^-）由0.01mol/L變為0.0001mol/L，c（H⁺）=$\frac{1×1{0}^{-14}}{C（O{H}^{-}）}$=10^-10mol/L，pH=-lg10^-10=10，
故答案為：=；=；
（2）由pH=-lgc（H⁺），可知PH=5的硫酸溶液中c（H⁺）=1×10^-5mol/L，硫酸為強電解質完全電離，氫離子濃度為硫酸根離子濃度2倍，所以c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（H⁺）=$\frac{1}{2}$×1×10^-5mol/L=5×10^-6mol/L；
溶液稀釋10倍后，氫離子濃度由1×10^-5mol/L變為1×10^-6mol/L，硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=5×10^-6mol/L×$\frac{1}{10}$=5×10^-7mol/L，
稀釋后溶液中H⁺離子濃度與SO₄^2-離子濃度比值約為：1×10^-6mol/L：5×10^-7mol/L：=2：1，
溶液稀釋100倍后，氫離子濃度不可能小于1×10^-7mol/L，只能無限接近1×10^-7mol/L；硫酸根離子濃度為：c（SO₄^2-）=5×10^-7mol/L×$\frac{1}{100}$=5×10^-9mol/L，
稀釋后溶液中H⁺離子濃度與SO₄^2-離子濃度比值約為：1×10^-7mol/L：5×10^-9mol/L：=20：1，
故答案為：2：1；20：1．

點評 本題考查了有關pH值計算以及溶液的稀釋，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關系，溶液稀釋過程中pH值變化的規律是解題關鍵，注意酸堿稀釋接近中性應考慮水的電離，題目難度中等．