第 1 题

破损标签的酸试剂瓶。一瓶酸的稀水溶液标签受损，仅能辨认其浓度数值。用 pH 计测得氢离子浓度恰好等于标签上的浓度值（

[\ce{H+}] = c

）。(1.1) 若稀释 10 倍后 pH 恰好改变 1 个单位，写出该溶液中可能含有的 4 种酸的分子式。(1.2) 该稀溶液中是否可能含有硫酸（

pK_{a2} = 1.99

）？回答“是”或“否”；若是，计算或估算 pH。(1.3) 溶液中是否可能含有乙酸（

pK_a = 4.76

）？回答“是”或“否”；若是，计算或估算 pH。(1.4) 溶液中是否可能含有 EDTA（乙二胺四乙酸；

pK_{a1} = 1.70

、

pK_{a2} = 2.60

、

pK_{a3} = 6.30

、

pK_{a4} = 10.60

）？回答“是”或“否”；若是，计算其浓度。

第 1/4 步：一元强酸

\ce{HCl},\ \ce{HBr},\ \ce{HI},\ \ce{HNO3}\ (\text{or}\ \ce{HClO4}) \;\Rightarrow\; \mathrm{pH} = -\log c \;\rightarrow\; -\log(c/10) = \mathrm{pH} + 1

分析

任何一元强酸（ $\ce{HCl, HBr, HI, HNO3, HClO4}$ ）完全电离，故 $[\ce{H+}] = c$ ，稀释 10 倍使 $c$ 降至 1/10，pH 恰好增加 1 个单位。 $\ce{HF}$ 为弱酸，不符合要求。