Question

某溫度(t ℃)時，水的離子積為K_W=1×10^-13，則該溫度__________25 ℃(選填“＞”“＜”“=”），其理由是____________________________________。若將此溫度下pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合（設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計），試通過計算填寫以下不同情況時兩溶液的體積比。

（1）若所得混合溶液為中性，則a∶b=__________；此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是__________。

（2）若所得混合液的pH=2，則a∶b=__________；此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是__________。

Answer 1

解析：因為常溫下H₂O的K_W=10^-14，故t ℃時K_W大于25 ℃時的K_W。因為溫度升高，電離是吸熱的，平衡向正反應(yīng)方向移動，K_W=c(H⁺)c(OH^-)變大。

（1）pH=11的NaOH a L與pH=1的H₂SO₄ b L混合后溶液顯中性，則10^-2 mol·L^-1·a L=10^-1 mol·L^-1·b L

a∶b=10∶1

根據(jù)電荷守恒c(Na⁺)+c(H⁺)=c(OH^-)+2c()，故有c(Na⁺)＞c()＞c(H⁺)=c(OH^-)。

（2）=10^-2 mol·L^-1

由計算知a∶b=9∶2

設(shè)a為9 L，b為2 L，則反應(yīng)后

n()=×2 L=0.1 mol

n(H⁺)=0.01 mol·L^-1×(9 L+2 L)=0.11 mol

n(Na⁺)=0.01 mol·L^-1×9 L=0.09 mol

故有c(H⁺)＞c()＞c(Na⁺)＞c(OH^-)。

答案：＞  25 ℃時水的K_W=1×10^-14(小于1×10^-13)，水的電離是吸熱的，溫度升高，K_W增大

（1）10∶1  c(Na⁺)＞c()＞c(H⁺)=c(OH^-)

（2）9∶2  c(H⁺)＞c()＞c(Na⁺)＞c(OH^-)