Question

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

 

（填“A”或“B”）．
（2）95℃時水的離子積K_W=

 

．
（3）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

 

．
（4）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

 

．
（5）曲線B對應溫度下，pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=5．請分析其原因：

 

．

Answer 1

考點：弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

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值結(jié)合水的電離時吸熱比較判斷25℃時水的電離平衡曲線；
（2）根據(jù)（1）分析95℃時水的電離平衡曲線應為B，結(jié)合圖中數(shù)據(jù)計算出曲線的Kw值；
（3）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；
（4）酸、堿都是強電解質(zhì)，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等；
（5）根據(jù)曲線B對應溫度下pH=5，說明溶液顯示酸性，反應后氫離子過量分析．

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；
（2）B為95℃水的電離平衡曲線，純水中c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-6 mol/L，K_w=c（H⁺）?c（OH^-）=1×10^-12 ；
故答案為：1×10^-12 ；
（3）中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；
（4）要注意的是95°C時，水的離子積為10^-12，即酸、堿濃度相等時pH（酸）+pH（堿）=12，即a+b=12，故答案為：pH₁+pH₂=12；
（5）在曲線B對應溫度下，因pH（酸）+pH（堿）=12，可得酸堿兩溶液中c（H⁺）=c（OH^-），如是強酸堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現(xiàn)混合溶液的pH=5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明H⁺與OH^-完全反應后又有新的H⁺產(chǎn)生，酸過量，所以酸HA是弱酸，
故答案為：曲線B對應95℃，此時水的離子積為10^-12，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H⁺，使溶液pH=5．

點評：本題考查了水的電離平衡、水的離子積常數(shù)的影響因素以及計算等知識，注意知識的歸納和梳理是關鍵，難度中等．