Question

20．（1）某溫度下純水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L．若溫度不變，滴入稀鹽酸，使c（H⁺）=5×10^-4mol/L，則溶液中由水電離產(chǎn)生的c（H⁺）=8×10^-11mol/L，此時t＞25℃（填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）將等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后，溶液呈堿性（填“酸性”，“中性”或“堿性”，下同），溶液中c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）（填“＞”或“=”或“＜”，下同）．
（3）物質(zhì)的量濃度相同的醋酸和氫氧化鈉溶液混合后，溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等，則混合后溶液呈中性，醋酸體積＞氫氧化鈉溶液體積．
（4）將m mol/L的醋酸和n mol/L的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液的pH=7，則醋酸溶液中c（H⁺）＜氫氧化鈉溶液中c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）純水中c（H⁺）=c（OH^-），K_w=c（H⁺）×c（OH^-），水的離子積常數(shù)只與溫度有關(guān)，與溶液的酸堿性無關(guān)，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，水的電離是吸熱反應，升高溫度能促進水電離，所以溫度越高，水的離子積常數(shù)越大，據(jù)此分析解答；
（2）等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合，恰好生成NaAc，醋酸根離子水解顯堿性；
（3）根據(jù)電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），等體積等濃度混合時顯堿性，則中性時應使醋酸過量；
（4）醋酸為弱電解質(zhì)，溶液中部分電離出氫離子，等體積的兩溶液混合pH=7，據(jù)此分析．

解答 解：（1）純水中c（H⁺）=c（OH^-）=2×10^-7 mol•L^-1，K_w=c（H⁺）．c（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，
溫度不變，水的離子積常數(shù)不變，c（H⁺）=5×10^-4mol/L，則溶液中的c（OH^-）=$\frac{{K}_{W}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-4}}$=8×10^-11mol/L，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，所以水電離出的氫離子濃度是8×10^-11mol/L，水的電離是吸熱反應，升高溫度能促進水電離，所以溫度越高，水的離子積常數(shù)越大，該溫度下的水的離子積常數(shù)是4×10^-14＞1×10^-14，所以該溫度高于25°C；
故答案為：8×10^-11mol/L；＞；
（2）等體積等物質(zhì)的量濃度的醋酸和氫氧化鈉溶液混合，恰好生成NaAc，由化學式可知，陰陽離子之比為1：1，醋酸根離子水解顯堿性，則c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），
故答案為：堿性；＞；
（3）根據(jù)電荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），溶液中醋酸根離子和鈉離子濃度相等，則c（H⁺）=c（OH^-），溶液為中性，
若等體積等濃度混合時顯堿性，則中性時應使醋酸過量，即醋酸體積＞氫氧化鈉溶液的體積，
故答案為：中性；＞；
（4）將m mol/L的醋酸和n mol/L的氫氧化鈉溶液等體積混合后溶液的pH=7，當m=n時，兩溶液恰好反應生成醋酸鈉，溶液顯示堿性，若使溶液的pH=7，則醋酸的濃度應該稍大一些，即m＞n；由于醋酸為弱酸，則溶液中氫離子濃度小于氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度，即c（H⁺）＜氫氧化鈉溶液中c（OH^-），故答案為：＜．

點評 本題考查酸堿混合以及溶液pH的大小比較，為高考常見題型，題目難度中等，本題注意從溶液電中性的角度比較溶液離子濃度的大小關(guān)系，另外把握鹽類水解的原理及其應用方法．