Question

已知水在25℃和95℃時，其電離平衡曲線如右圖所示：

(1)則25℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為________(填“A”或“B”)，請說明理由________________________________________________

_____________________________________________________。

(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pH＝4的H2SO4溶液的體積比為__________。

(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(yīng)滿足的關(guān)系是____________。

(4)曲線B對應(yīng)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

解析：本題的關(guān)鍵是搞清楚溫度對水的電離平衡、水的離子積和溶液pH的影響。

(1)當溫度升高時，促進水的電離，水的離子積也增大，水中氫離子濃度、氫氧根離子濃度都增大，水的pH減小，但溶液仍然呈中性。因此結(jié)合圖像中A、B曲線變化情況及氫離子濃度、氫氧根離子濃度可以判斷，25℃時水的電離平衡曲線應(yīng)為A，理由為水的電離是吸熱過程，升高溫度，水的電離程度增大。

(2)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＝V(H2SO4)·10－4 mol/L，得V(NaOH)∶V(H2SO4)＝10∶1。

(3)要注意是95℃時，水的離子積為1×10－12，即c(H＋)·c(OH－)＝1×10－12，則等體積強酸、強堿反應(yīng)至中性時pH(酸)＋pH(堿)＝12。根據(jù)95℃時混合后溶液呈中性，pH2＝b的某強堿溶液中c(OH－)＝10b－12；有100×10－a＝1×10b－12，可得10－a＋2＝10b－12，所以，有以下關(guān)系：a＋b＝14或pH1＋pH2＝14。

(4)在曲線B對應(yīng)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、強堿，兩溶液等體積混合后溶液應(yīng)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(yīng)后又有新的H＋產(chǎn)生，即酸過量，所以說酸HA是弱酸。

答案：(1)A　水的電離是吸熱過程，溫度低時，電離程度小，c(H＋)、c(OH－)小

(2)10∶1　(3)a＋b＝14或pH1＋pH2＝14

(4)曲線B對應(yīng)95℃，此時水的離子積為1×10－12，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