Question

4．已知水在25℃和95℃時(shí)，其電離平衡曲線如圖所示．
（1）25℃時(shí)的電離平衡曲線應(yīng)為A，水的電離是吸熱過(guò)程，溫度低時(shí)，電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小（填“A”或“B”），請(qǐng)說(shuō)明理由；25℃時(shí)，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小于α₂（填“大于”、“小于”、“等于”或“無(wú)法確定”）

Answer 1

分析 （1）水的電離是吸熱過(guò)程，降低溫度抑制水電離，導(dǎo)致水中c（H⁺）、c（OH^-）都減小；設(shè)出兩溶液的體積，然后根據(jù)溶液pH計(jì)算出氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度、硫酸溶液中氫離子濃度，然后計(jì)算出二者體積之比；
（2）95℃時(shí)，水的離子積為10^-6×10^-6=10^-12，pH₁=a的某強(qiáng)酸溶液中c（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某強(qiáng)堿溶液c（OH^-）=10^b-12mol/L，溶液呈中性，則酸中氫離子的物質(zhì)的量應(yīng)等于堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量；
（3）酸和堿溶液抑制了水的電離，則酸中氫離子、堿中氫氧根離子濃度越大，水的電離程度越小．

解答 解：（1）水的電離是吸熱過(guò)程，升高溫度，使水的電離程度增大，當(dāng)溫度升高時(shí)，促進(jìn)水的電離，水的離子積增大，水中氫離子、氫氧根離子濃度都增大，水的pH減小，但溶液仍然呈中性；
25℃時(shí)，將pH=9的NaOH溶液中C（OH^-）=10^-5mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-4mol/L，要使混合溶液呈中性，則氫氧根離子的物質(zhì)的量等于氫離子的物質(zhì)的量，設(shè)堿的體積為xL，酸的體積為yL，則10^-5 mol/L×xL=10^-4 mol/L×yL，所以x：y=10^-4：10^-5=10：1，
故答案為：A，水的電離是吸熱過(guò)程，溫度低時(shí)，電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）��；10：1；
（2）95℃時(shí)，水的離子積為10^-6×10^-6=10^-12，pH₁=a的某強(qiáng)酸溶液中c（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某強(qiáng)堿溶液c（OH^-）=10^b-12mol/L，溶液呈中性，則酸中氫離子的物質(zhì)的量應(yīng)等于堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量，所以100×10^-a=1×10^b-12，整理可得：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^-），故在鹽酸中水的電離受到的抑制作用比較大，即：α₁小于α₂，
故答案為：小于．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計(jì)算，題目難度中等，明確酸堿混合的定性判斷方法及溶液酸堿性與溶液pH的關(guān)系為解答關(guān)鍵，試題側(cè)重考查學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．