1002、己知-种c[H+]=l×10-3mol/L的酸和-种c[OH-]=l×10-3mol/L的碱溶液等体积混合后溶液呈酸性,其原因可能是( )。

这是一道关于酸碱中和反应及溶液酸碱性判断的经典化学题。我们需要通过分析酸和碱的强弱以及浓度关系，来推导混合后溶液呈酸性的原因。 ### 1. 题目信息分析 * **酸溶液**：$c(H^+) = 1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$ * **碱溶液**：$c(OH^-) = 1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$ * **混合条件**：等体积混合 * **混合结果**：溶液呈**酸性**（即 $pH < 7$，或者说反应后 $H^+$ 过量或水解显酸性） ### 2. 核心逻辑推导 在常温下，若强酸和强碱溶液中 $c(H^+)$ 与 $c(OH^-)$ 相等，则它们的物质的量浓度也相等（对于一元酸碱）。当它们等体积混合时，$n(H^+) = n(OH^-)$，恰好完全中和，溶液应呈**中性**。 然而，题目指出混合后溶液呈**酸性**。这意味着反应后溶液中仍有剩余的 $H^+$，或者生成的盐发生了水解使溶液显酸性。这通常由以下两种情况导致： 1. **弱酸与强碱反应**： * 如果酸是**弱酸**，为了达到 $c(H^+) = 1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$，其总浓度（包括未电离的部分）必须**远大于** $1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * 如果碱是**强碱**，其总浓度等于 $c(OH^-) = 1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * **等体积混合时**：酸的物质的量远大于碱的物质的量。虽然初始电离出的 $H^+$ 和 $OH^-$ 相等并发生中和，但随着反应进行，弱酸会继续电离出大量的 $H^+$，导致酸过量，最终溶液呈**酸性**。 2. **强酸与弱碱反应**： * 如果酸是**强酸**，总浓度为 $1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * 如果碱是**弱碱**，为了达到 $c(OH^-) = 1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$，其总浓度必须**远大于** $1 \times 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * **等体积混合时**：碱的物质的量远大于酸的物质的量。反应后碱过量，溶液应呈**碱性**。这与题意不符。 ### 3. 选项逐一分析 * **A. 浓的强酸和稀的强碱溶液反应** * 如果是强酸和强碱，只要 $c(H^+) = c(OH^-)$，无论描述为“浓”还是“稀”（这里指代可能有些模糊，但关键在于强弱），等体积混合后 $n(H^+) = n(OH^-)$，恰好中和，溶液呈**中性**。故 A 错误。 * *注：如果“浓强酸”意味着浓度极高但电离出的 $H^+$ 仅为 $10^{-3}$，这是不可能的，强酸完全电离。* * **B. 浓的弱酸溶液和稀的强碱溶液反应** * **弱酸**：$c(H^+) = 10^{-3} \, \text{mol/L}$，但由于弱酸部分电离，其实际浓度 $c(\text{酸}) \gg 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * **强碱**：$c(OH^-) = 10^{-3} \, \text{mol/L}$，强碱完全电离，其实际浓度 $c(\text{碱}) = 10^{-3} \, \text{mol/L}$。 * **混合**：等体积混合，酸的物质的量远大于碱。反应后，弱酸大量剩余，继续电离产生 $H^+$，使溶液呈**酸性**。符合题意。故 **B 正确**。 * **C. 等浓度的强酸和弱碱溶液反应** * 如果两者“等浓度”指的是总物质的量浓度相等，且一个是强酸一个是弱碱。 * 强酸完全电离，$c(H^+) = c(\text{酸})$。 * 弱碱部分电离，$c(OH^-) < c(\text{碱})$。 * 题目给定条件是初始 $c(H^+) = c(OH^-) = 10^{-3}$。如果在这种情况下强行让总浓度相等，那么强酸的 $c(H^+)$ 会远大于弱碱的 $c(OH^-)$，这与题目前提矛盾。 * 如果我们忽略前提中的离子浓度相等，仅看“等浓度强酸弱碱混合”：生成强酸弱碱盐，水解显酸性。但是，题目明确给出了初始离子浓度相等这一关键约束。在初始 $c(H^+) = c(OH^-)$ 的前提下，弱碱的总浓度必然远大于强酸。因此，等体积混合后，弱碱过量，溶液呈**碱性**。故 C 错误。 * **D. 生成了一种强酸弱碱盐** * 生成强酸弱碱盐意味着反应物是强酸和弱碱。 * 如前所述，在满足初始 $c(H^+) = c(OH^-)$ 的条件下，弱碱的浓度远大于强酸。等体积混合后，弱碱过量，溶液呈**碱性**。 * 即使恰好完全反应生成强酸弱碱盐（这需要调整体积比，而不是等体积），强酸弱碱盐水解确实显酸性。但在本题“等体积”且“初始离子浓度相等”的特定条件下，实际上是碱过量。因此 D 不是导致该特定实验现象（等体积混合显酸性）的原因。故 D 错误。 ### 4. 结论 只有当**酸是弱酸**（储存了大量的未电离分子）而**碱是强碱**时，在初始氢离子和氢氧根离子浓度相等的情况下，等体积混合才会因为弱酸的持续电离和过量而导致溶液呈酸性。 **正确答案：B**