Question

15．下表是不同温度下水的离子积数据：

温度/℃	25	t1	t2
水的离子积常数	1×10-14	α	1×10-12

试回答下列问题：
（1）若25＜t₁＜t₂，则t₁℃时纯水中c （H⁺）=mol•L^-1．
（2）25℃下，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4 mol•L^-1，取该溶液1mL，加水稀释至100mL，则稀释后溶液中c （Na⁺）：c （OH^-）=100：1
（3）t₂℃下，将pH=10的苛性钠溶液V₁ L与pH=1的稀硫酸V₂ L混合（设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和），所得混合溶液的pH=2，则V₁：V₂=9：2．此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）水的离子积kw=c（H⁺）•c（OH^-），而纯水显中性c（H⁺）=c（OH^-），据此分析；
（2）硫酸钠溶液是显中性的；
（3）混合液的pH=2，酸过量，根据c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{总}}$计算，根据反应后溶液的组成分析各种离子的浓度大小．

解答 解：（1）t₁℃时水的离子积kw=c（H⁺）•c（OH^-），而纯水显中性c（H⁺）=c（OH^-），故c （H⁺）=$\sqrt{a}$，故答案为：$\sqrt{a}$；
（2）25℃时，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4 mol/L，则溶液中钠离子浓度是1×10^-3 mol/L．如果稀释100倍，则钠离子浓度是1×10^-5 mol/L．但硫酸钠溶液是显中性的，所以c（Na⁺）：c（OH^-）=10^-5：10^-7=100：1，故答案为：100：1；
（3）混合液的pH=2，酸过量，c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{总}}$=$\frac{0.01mol/L×{V}_{2}L-0.1mol/L×{V}_{1}L}{（{V}_{1}+{V}_{2}）L}$=0.01，
解之得：$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=9：2，
c（Na⁺）=0.01×9/（9+2）=0.0082mol/L
c（SO₄^2-）=0.05×2/11=0.09mol/L
c（H⁺）=0.01mol/L
硫酸过量溶液显酸性，则（H⁺）＞c （OH^-），
故溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是：c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）故答案为：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

点评 本题考查了水的电离、溶液中离子浓度大小比较以及pH计算，题目难度中等，该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题；该题的关键是明确溶液中几个重要守恒关系，即电荷守恒、物料守恒和质子守恒．