21.判断题(1分)浓度为10mol/L的某强酸的酸度是其浓度为1mol/L的酸度的10倍。
题目解答
答案
解析
本题考查酸度的概念以及强酸在不同浓度下酸度的计算与比较。解题的关键在于明确酸度的定义,即溶液中氢离子浓度,然后分别计算出两种不同浓度强酸溶液中的氢离子浓度,最后比较它们的倍数关系。
步骤一:明确强酸的性质
对于强酸,在水溶液中是完全电离的。设该强酸为$HA$,其电离方程式为$HA \longrightarrow H^+ + A^-$,这意味着每$1$个$HA$分子会电离出$1$个$H^+$和$1$个$A^-$。
步骤二:计算$10mol/L$强酸溶液的酸度
因为强酸完全电离,所以$10mol/L$的$HA$溶液中,氢离子浓度$[H^+]_1$等于强酸的浓度,即$[H^+]_1 = 10mol/L$。
步骤三:计算$1mol/L$强酸溶液的酸度
同理,$1mol/L$的$HA$溶液中,氢离子浓度$[H^+]_2$也等于强酸的浓度,即$[H^+]_2 = 1mol/L$。
步骤四:比较两种溶液酸度的倍数关系
计算$\frac{[H^+]_1}{[H^+]_2}$的值,将$[H^+]_1 = 10mol/L$,$[H^+]_2 = 1mol/L$代入可得:
$\frac{[H^+]_1}{[H^+]_2}=\frac{10mol/L}{1mol/L}=10$
从计算结果来看,似乎$10mol/L$的强酸酸度是$1mol/L$的$10$倍。
步骤五:考虑实际情况
然而,当溶液浓度过高时,水的离子积常数$K_w = [H^+][OH^-]=1.0\times10^{-14}$($25^{\circ}C$)的影响不能忽略。在$10mol/L$的强酸溶液中,由于$H^+$浓度极高,会抑制水的电离,使得水电离出的$H^+$不能忽略不计。所以实际上$10mol/L$的强酸溶液酸度小于$10mol/L$,也就不是$1mol/L$强酸溶液酸度的$10$倍。