Question

10．已知水在25℃和95℃時(shí)，其電離平衡曲線如圖所示：
（1）則95℃時(shí)，水的電離平衡曲線應(yīng)為B，請(qǐng)說(shuō)明理由水的電離是吸熱過(guò)程，溫度低時(shí)，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小．25℃時(shí)，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與硫酸溶液的體積比為10：1．
（2）95℃時(shí)，若100體積pH=a的某強(qiáng)酸溶液與1體積pH=b的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則a與b之間應(yīng)滿足的關(guān)系是a+b=14．
（3）曲線A所對(duì)應(yīng)的溫度下，pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中，若水的電離程度分別用α₁、α₂表示，則α₁=α₂（填“大于”、“小于”、“等于”或“無(wú)法確定”）．
（4）曲線B對(duì)應(yīng)溫度下，將0.02mol/LBa（OH）₂溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO₄溶液等體積混合后，混合溶液的pH=10．

Answer 1

分析 （1）橫軸是氫離子濃度，縱軸是氫氧根離子濃度，水的離子積常數(shù)Kw=c（H⁺）×c（OH^-）計(jì)算出A曲線的Kw，然后結(jié)合水的電離過(guò)程吸熱判斷25℃時(shí)水的電離平衡曲線；根據(jù)溶液的pH計(jì)算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計(jì)算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；
（2）酸、堿都是強(qiáng)電解質(zhì)，溶液呈中性說(shuō)明氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，結(jié)合水的離子積常數(shù)確定強(qiáng)酸的pH₁與強(qiáng)堿的pH₂之間應(yīng)滿足的關(guān)系；
（3）水中酸電離的氫離子、堿電離的氫氧根離子濃度越大，水的電離程度越�。�
（4）根據(jù)圖象判斷該溫度下水的離子積，然后計(jì)算出混合液中氫氧根離子濃度，再結(jié)合該溫度下水的離子積計(jì)算出所帶溶液中氫離子濃度及溶液的pH．

解答 解：（1）曲線A條件下Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=10^-7×10^-7=10^-14，曲線B條件下c（H⁺）=c（OH^-）=10^-6 mol/L，K_w=c（H⁺）•c（OH^-）=10^-12；水的電離時(shí)吸熱過(guò)程，加熱促進(jìn)電離，所以A曲線代表25℃時(shí)水的電離平衡曲線；25℃時(shí)所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH^-）=n（H⁺），則V（NaOH）•10^-5 mol•L^-1=V（H₂SO₄）•10^-4 mol•L^-1，得V（NaOH）：V（H₂SO₄）=10：1；
故答案為：水的電離是吸熱過(guò)程，溫度低時(shí)，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）��；10：1；
（2）要注意的是95°C時(shí)，水的離子積為10^-12，即酸、堿濃度相等時(shí)pH（酸）+pH（堿）=12，現(xiàn)強(qiáng)堿的OH^-濃度是強(qiáng)酸H⁺濃度的100倍，所以pH（酸）+pH（堿）=14，即a+b=14，
故答案為：a+b=14；
（3）在曲線A中，水的離子積為10^-7×10^-7=10^-14，pH=2的HCl中c（H⁺）=10^-2mol/L，pH=11的某BOH溶液中c（OH^-）=10^-3mol/L，因c（H⁺）＞c（OH^-），水中酸電離的氫離子、堿電離的氫氧根離子濃度越大，水的電離程度越小，故：α₁=α₂；
故答案為：=；
（4）在曲線B中，水的離子積為：10^-6×10^-6=10^-12，0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.04mol/L，NaHSO₄溶液的濃度為0.02mol/L，c（H⁺）=0.02mol/L，當(dāng)二者等體積混合后，溶液中的c（OH^-）=$\frac{0.04mol/L-0.02mol/L}{2}$=0.01mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.01}$=10^-10mol/L，該溶液的pH=10，
故答案為：10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查水的電離和酸、堿混合的pH計(jì)算問(wèn)題，難度較大，注意溫度不同而使水的離子積常數(shù)不同是解本題的關(guān)鍵，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．