Question

20．已知水在25℃和95℃時，其電離平衡曲線如圖所示：
（1）則25℃時水的電離平衡曲線應為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）25℃時，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，若100體積pH₁=a的某強酸溶液與1體積pH₂=b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH₁與強堿的pH₂之間應滿足的關系是pH_a+pH_b=13．
（4）曲線B對應溫度下，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．請分析其原因：BOH為弱堿，c（BOH）?c（HCl），等體積混合兩溶液時，BOH過量，反應后溶液呈堿性．

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^-）計算出A曲線的Kw，然后結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）酸、堿都是強電解質，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質的量相等，結合水的離子積常數(shù)確定強酸的pH_a與強堿的pH_b之間應滿足的關系；
（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，根據(jù)鹽的性質分析．

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^-）��；
（2）25℃時所得混合溶液的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，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的量等于堿中氫氧根離子的物質的量，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對應溫度下，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，如果堿是強堿，則鹽溶液呈中性，實際上溶液呈堿性，則堿為弱堿，生成強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，BOH過量，反應后溶液呈堿性．

點評 本題考查水的電離和酸、堿混合的pH計算問題，題目難度中等，注意溫度不同而使水的離子積常數(shù)不同是解本題的關鍵，側重于考查學生的分析能力和計算能力．