Question

4．已知水的電離平衡曲線如圖所示，試回答下列問題：
（1）圖中五點(diǎn)K_W間的關(guān)系是B＞C＞A=D=E．
（2）若從A點(diǎn)到D點(diǎn)，可采用的措施是c．
a．升溫   b．加入少量的NaOH   c．加入少量的NH₄Cl
（3）E對(duì)應(yīng)的溫度下，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．
（4）25℃時(shí)，體積為V_a、pH=a的某一元強(qiáng)酸溶液與體積為V_b、pH=b的某一元強(qiáng)堿溶液均勻混合后，溶液的pH=7，已知b=2a，V_a＜V_b，則a的取值范圍為$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$．

Answer 1

分析 （1）水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度越高，離子積常數(shù)越大；
（2）從A點(diǎn)到D點(diǎn)c（H⁺）變大，c（OH^-）變小，但Kw不變；
（3）E對(duì)應(yīng)的溫度下，Kw=10^-14，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，則酸溶液中的n（H⁺）等于堿溶液中的n（OH^-），據(jù)此計(jì)算；
（4）體積為V_a、pH=a的某一元強(qiáng)酸與體積V_b、pH=b的某一元強(qiáng)堿混合，恰好中和，則：V_a•10^-a=V_b•10^b-14，結(jié)合V_a＜V_b和2a=b進(jìn)行計(jì)算和判斷．

解答 解：（1）水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)，溫度越高，離子積常數(shù)越大，同一曲線是相同溫度，根據(jù)圖知，溫度高低點(diǎn)順序是B＞C＞A=D=E，所以離子積常數(shù)大小順序是B＞C＞A=D=E，故答案為：B＞C＞A=D=E；
  （2）在A點(diǎn)時(shí)，c（H⁺）=c（OH^-），溶液顯中性，而到D點(diǎn)c（H⁺）變大，c（OH^-）變小，溶液顯酸性，即由A點(diǎn)到D點(diǎn)，溶液由中性變?yōu)樗嵝�，但Kw不變．
a、升高溫度，Kw變大，故a錯(cuò)誤；
b、加入NaOH，則溶液顯堿性，故b錯(cuò)誤；
c、加入氯化銨，水解顯酸性，且Kw不變，故c正確．
故選c；
（3）E對(duì)應(yīng)的溫度下，Kw=10^-14，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，則酸溶液中的n（H⁺）等于堿溶液中的n（OH^-），故有：
10^-5mol/L×V_堿=10^-4mol/L×V_酸，解得：$\frac{{V}_{堿}}{{V}_{酸}}$=$\frac{10}{1}$，故答案為：10：1；
（4）兩溶液混合后溶液恰好為中性，則：V_a•c（H⁺）_a=V_b•c（OH^-）_b，
$\frac{{V}_{a}}{{V}_}$=$\frac{c（O{H}^{-}）_}{c（{H}^{+}）_{a}}$=$\frac{\frac{1{0}^{-14}}{c（{H}^{+}）_}}{c（{H}^{+}）_{a}}$=10^a+b-14＜1，所以（a+b-14）＜0，而a=0.5b，
即3a＜14，a＜$\frac{14}{3}$，又pH=b=2a＞7，a＞$\frac{7}{2}$，
所以$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$，故答案為：$\frac{7}{2}$＜a＜$\frac{14}{3}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查酸堿混合的定性判斷和溶液PH的有關(guān)計(jì)算，題目難度中等，注意酸堿混合時(shí)酸堿物質(zhì)的量的關(guān)系以及溶液PH與c（H⁺）、（OH^-）的關(guān)系．