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

【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^-)

【解析】

試題分析：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a為9 L，b為2 L，則反應后

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^-)。

考點：考查水的離子積常數(shù)、pH的有關計算、溶液酸堿性和溶液中離子濃度關系的有關判斷

點評：該題是中等難度的試題，試題貼近高考，有利于激發(fā)學生的學習興趣。該題基礎性強，注重基礎知識的鞏固，側重對學生能力的培養(yǎng)和訓練。有利于培養(yǎng)學生的邏輯思維能力和發(fā)散思維能力，也有助于培養(yǎng)學生的規(guī)范答題能力，提高分析分析問題、概念、總結、解決問題的能力。