Question

8．（1）某溫度（t℃）時(shí)，水的離子積為K_W=1×10^-13，則該溫度（填“大于”、“小于”或“等于”）大于25℃．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(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計(jì)），試通過(guò)計(jì)算填寫以下不同情況時(shí)兩種溶液的體積比：
①若所得混合液為中性，則a：b=10：1．
②若所得混合液的pH=2，則a：b=9：2．
（2）常溫下，0.1mol•L^-1HA溶液中，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10⁸．現(xiàn)取0.1mol•L^-1HA溶液與PH=13的NaOH溶液等體積混合（忽略混合后溶液體積的變化）．混合后溶液呈堿性（填“酸”“堿”或“中”），該混合溶液中由水電離出的c（H⁺）大于0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水電離出的c（H⁺）（填“大于”﹑“小于”或“等于”）．
（3）已知NaB水溶液呈堿性，常溫下將0.10mol NaB和0.05mol HCI溶于水，得到1L溶液．
①已知該混合溶液為弱酸性，則溶液中各離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②向上述混合液中再加入0.03mol NaOH，溶液中n（B^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=0.08 mol．

Answer 1

分析 （1）水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離；該溫度下，pH=11的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液呈中性，則n（OH^-）=c（H⁺）；
如果混合溶液pH=2，則混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$；
（2）含有弱根離子的鹽能促進(jìn)水電離，酸或堿能抑制水電離，據(jù)此解答即可；
（3）①NaA水溶液呈堿性，說(shuō)明A^-離子水解，HA是弱酸，常溫下將0.10molNaA和0.05molHCl溶于水，發(fā)生反應(yīng)，NaA+HCl=NaCl+HA，依據(jù)定量計(jì)算得到溶液中含有0.05molNaA，得0.05molHA，0.05molNaCl；得到pH＜7的溶液，說(shuō)明溶液呈酸性，同濃度溶液中HA電離大于A^-離子的水解；依據(jù)溶液中電荷守恒，電荷守恒，酸堿性分別計(jì)算分析判斷；
②根據(jù)電荷守恒可得n（A^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=c（Na⁺）-c（Cl^-），然后根據(jù)鈉離子、氯離子總物質(zhì)的量進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：（1）水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，t℃時(shí)水的離子積為1×10^-13＞1×10^-14，則該溫度大于25℃；
該溫度下，pH=11的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液呈中性，則n（OH^-）=c（H⁺），所以0.01mol/L×aL=0.1mol/L×bL，a：b=10：1；
如果混合溶液pH=2，則混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{aL+bL}$=0.01mol/L，a：b=9：2，
故答案為：大于； ①10：1  ②9：2；
（2）0.1mol•L^-1HA溶液中，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10⁸，c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，解得c（H⁺）=10^-3＜10^-1，那么HA為弱酸，取0.1mol•L^-1HA溶液與PH=13的NaOH溶液等體積混合，此時(shí)溶液恰好為NaA，為強(qiáng)堿弱酸鹽，水解呈堿性；含有弱根離子能促進(jìn)水電離，氫氧化鈉是強(qiáng)堿能抑制水電離，所以混合溶液中由水電離出的c（H⁺）＞0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水電離出的c（H⁺），故答案為：堿； 大于；  
（3）①常溫下將0.10mol NaB和0.05mol HCl溶于水，得到1L溶液，得到的溶液中含有0.05molNaB、0.05molHB、0.05molNaCl；溶液的pH＜7，說(shuō)明溶液呈酸性，同濃度溶液中HB電離大于B^-離子的水解，c（B^-）＞c（Cl^-）、c（H⁺）＞c（OH^-），則溶液中離子濃度大小為c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②根據(jù)混合液中電荷守恒可得：n（A^-）+n（OH^-）+c（Cl^-）=c（Na⁺）+n（H⁺），則n（A^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=c（Na⁺）-c（Cl^-）=0.03mol+0.10nol-0.05mol=0.08mol，故答案為：0.08．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了弱電解質(zhì)的電離及其影響、溶液中離子濃度大小比較，題目難度中等，注意掌握影響弱電解質(zhì)的電離平衡的因素，能夠根據(jù)電荷守恒、物料守恒、鹽的水解判斷溶液中各離子濃度大小，試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力．