Question

13．已知水在25℃和100℃時，其電離平衡曲線如圖所示：
（1）25℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為A（填“A”或“B”），請說明理由水的電離是吸熱過程，溫度低時，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）�。�
（2）100℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H₂SO₄溶液的體積比為1：10．
（3）曲線B對應(yīng)溫度下，pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=5．請分析其原因曲線B對應(yīng)100℃，此時水的離子積為10^-12，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H⁺，使溶液pH=5．

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^-）計算出A曲線的Kw，然后結(jié)合水的電離過程吸熱判斷25℃時水的電離平衡曲線；
（2）根據(jù)溶液的pH計算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；
（3）根據(jù)曲線B對應(yīng)溫度下pH=5，說明溶液顯示酸性，反應(yīng)后氫離子過量分析．

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；水的電離時吸熱過程，加熱促進(jìn)電離，所以A曲線代表25℃時水的電離平衡曲線，
故答案為：A；水的電離是吸熱過程，溫度低時，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小；
（2）100℃時所得混合溶液的pH=6，Kw=c（H⁺）×c（OH^-）=10^-6×10^-6=10^-12，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH^-）=n（H⁺），則V（NaOH）•10^-3 mol•L^-1=V（H₂SO₄）•10^-4 mol•L^-1，得V（NaOH）：V（H₂SO₄）=1：10，
故答案為：1：10；
（3）在曲線B對應(yīng)溫度下，因pH（酸）+pH（堿）=12，可得酸堿兩溶液中c（H⁺）=c（OH^-），如是強酸堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現(xiàn)混合溶液的pH=5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明H⁺與OH^-完全反應(yīng)后又有新的H⁺產(chǎn)生，酸過量，所以酸HA是弱酸，
故答案為：曲線B對應(yīng)100℃，此時水的離子積為10^-12，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H⁺，使溶液pH=5．

點評 本題考查了溶液酸堿性與溶液pH的計算，題目難度中等，明確弱電解質(zhì)的電離及其影響為解答關(guān)鍵，注意掌握溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系及計算方法，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力．