Question

3．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”），請說明理由溫度越高K_w越大
（2）25℃時，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．
（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pH₁+pH₂=14．
（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，混合溶液呈堿性．

Answer 1

分析 （1）水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水電離，水中c（H⁺）、c（OH^-）都增大；   
（2）25℃時，將pH=9的NaOH溶液中c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-4 mol/L，要使混合溶液呈中性，則n（OH^-）=n（H⁺）；
；  
（3）99℃時，pH₁=a的某強酸溶液中C（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某強堿溶液C（OH^-）=10^b-12 mol/L，溶液呈中性，則酸中 n（H⁺）應等于堿中n（OH^-）；
（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．

解答 解：（1）純水中，水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水電離，c（OH^-）、c（H⁺）增大且c（OH^-）=c（H⁺），水的離子積常數增大，所以25℃時水的電離平衡曲線應為A，故答案為：A；溫度越高K_w越大；
（2）25℃時，將pH=9的NaOH溶液中C（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中C（H⁺）=10^-4 mol/L，要使混合溶液呈中性，則氫氧根離子的物質的量等于氫離子的物質的量，設堿的體積為xL，酸的體積為yL，則10^-5 mol/L×xL=10^-4 mol/L×yL，
所以x：y=10^-4：10^-5=10：1，
故答案為：10：1；
（3）99℃時，pH₁=a的某強酸溶液中C（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某強堿溶液C（OH^-）=10^b-12 mol/L，溶液呈中性，則酸中氫離子的物質的量應等于堿中氫氧根離子的物質的量，所以100×10^-a=1×10^b-12，a+b=14，即pH₁+pH₂=14，故答案為：pH₁+pH₂=14；
（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 本題考查酸堿混合溶液定性判斷，為高頻考點，側重考查分析計算能力，明確酸堿溶液混合時酸堿的物質的量關系及混合溶液pH的計算方法是解本題關鍵，題目難度中等．