Question

20．已知水在25℃和95℃時(shí)，其電離平衡曲線如圖所示：
（1）則25℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為A（填“A”或“B”），請(qǐng)說明理由水的電離是吸熱過程，溫度低時(shí)，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小．
（2）25℃時(shí)，將pH=9的Na0H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．
（3）95℃時(shí)，若100體積pH₁=a的某強(qiáng)酸溶液與1體積pH₂=b的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強(qiáng)酸的pH₁與強(qiáng)堿的pH₂之間應(yīng)滿足的關(guān)系是pH_a+pH_b=13．
（4）曲線B對(duì)應(yīng)溫度下，pH=2的HCl溶液和pH=10的某BOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=8．請(qǐng)分析其原因：BOH為弱堿，c（BOH）?c（HCl），等體積混合兩溶液時(shí)，BOH過量，反應(yīng)后溶液呈堿性．

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)合水的電離過程吸熱判斷25℃時(shí)水的電離平衡曲線；
（2）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；
（3）酸、堿都是強(qiáng)電解質(zhì)，溶液呈中性說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pH_a與強(qiáng)堿的pH_b之間應(yīng)滿足的關(guān)系；
（4）pH=3的鹽酸溶液和pH=9的某堿溶液等體積混合后，氫離子和氫氧根離子恰好反應(yīng)，根據(jù)鹽的性質(zhì)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(shí)吸熱過程，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，
故答案為：A；水的電離是吸熱過程，溫度低時(shí)，水的電離程度小，c（H⁺）、c（OH^-）��；
（2）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：10：1；
（3）90°C時(shí)，水的離子積為10^-12，混合溶液呈中性，說明酸中氫離子的物質(zhì)的量等于堿中氫氧根離子的物質(zhì)的量，所以10^-amol/L×10=10^b-12 mol/L×1，所以a+b=12+1=13，
故答案為：pH_a+pH_b=13；
（4）曲線B對(duì)應(yīng)溫度下，pH=2的鹽酸溶液和pH=10的某BOH溶液等體積混合后，氫離子和氫氧根離子恰好反應(yīng)，如果堿是強(qiáng)堿，則鹽溶液呈中性，實(shí)際上溶液呈堿性，則堿為弱堿，生成強(qiáng)酸弱堿鹽水解呈堿性，中和后混合溶液中還剩余較多的弱堿分子，可繼續(xù)電離出OH^-，使溶液呈堿性，
故答案為：BOH為弱堿，c（BOH）?c（HCl），等體積混合兩溶液時(shí)，BOH過量，反應(yīng)后溶液呈堿性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查水的電離和酸、堿混合的pH計(jì)算問題，題目難度中等，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，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和計(jì)算能力．