Question

5．（1）某温度下，纯水中的 c（H⁺）=2.0×10^-7mol/L，则该温度大于25℃（填“大于”、“小于”或“等于”）．
（2）某温度下，重水（D₂O）的离子积常数为1×10^-12 mol²•L^-2．可以用pH一样的定义来规定pD=-lg[D⁺]，则该温度下：
①纯重水的pD=6；
②溶有0.01mol的NaOD的D₂O溶液1L，其pD=10；
③100mL0.1mol/L的D₂SO₄的D₂O溶液与100mL0.4mol/L的KOD的D₂O溶液混合后pD=11．
（3）双氧水（H₂O₂）和水都是极弱电解质，但H₂O₂比水更显酸性．
①若把H₂O₂看成是二元弱酸，请写出它在水中的电离方程式：H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-
②鉴于H₂O₂显弱酸性，它能同强碱作用形成正盐，在一定条件下也可以形成酸式盐．请写出H₂O₂与Ba（OH）₂作用形成正盐的化学方程式：H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O
③水电离生成H₃O⁺ 和OH^-叫做水的自偶电离．同水一样，H₂O₂也有极微弱的自偶电离，其自偶电离方程式为：H₂O₂+H₂O₂?H₃O₂⁺+HO₂^-．

Answer 1

分析 （1）纯水存在电离平衡，电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相同，水的电离时吸热过程，常温下水电离出氢离子浓度为10^-7mol/L；
（2）①结合水的电离平衡和离子浓度，类推得到重水的电离和离子浓度，计算重氢离子浓度计算PD；
②依据溶液中存在离子积是常数计算；
③酸碱反应计算过量的离子浓度计算，结合溶液中的离子积是常数计算PD．
（3）①双氧水可以可作是二元弱酸，说明双氧水分子能发生两步电离；
②双氧水和氢氧化钡生成盐和水；
③根据水的电离方程式书写双氧水的自偶电离方程式．

解答 解：（1）某温度下，纯水中的c（H⁺）=2.0×10^-7mol•L^-1，H₂O?OH^-+H⁺，则c（OH^-）=c（H⁺）=2.0×10^-7mol•L^-1，而常温下水电离出的离子浓度c（OH^-）=c（H⁺）=1.0×10^-7mol•L^-1，由于水的电离过程是吸热过程，所以此时温度高于25℃，
故答案为：大于；
（2）某温度下，重水（D₂O）的离子积K_W=1×10^-12，C（D⁺）=C（OD^-）=10^-6mol/L；
①在该温度下，重水（D₂O）的离子积K_W=1×10^-12，C（D⁺）=C（OD^-）=10^-6mol/L；若用PH一样的定义来规定PD，则PD=-lgc（D⁺）=6，故答案为：6；
②在该温度下，离子积为C（D⁺）×C（OD^-）=10^-12；1L溶有0.01mol的NaOD的D₂O溶液中C（OD^-）=0.01mol/L，所以C（D⁺）=10^-10mol/L；PD=-lgc（D⁺）=10，故答案为：10；
③在该温度下，100mL0.1mol/L的D₂SO₄的D₂O溶液与100mL0.4mol/L的KOD的D₂O溶液混合后，n（D⁺）=0.1L×0.2mol/L=0.02mol；n（OD^-）=0.1L×0.4mol/L=0.04mol；
混合反应剩余OD^-，所以得到C（OD^-）=$\frac{0.04mol-0.02mol}{0.2L}$=0.1mol/L，依据水溶液中 的离子积常数计算C（D⁺）=10^-11mol/L，PD=5，故答案为：11；
（3）①双氧水可以可作是二元弱酸，说明双氧水分子能发生两步电离，其电离方程式为H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-，故答案为：H₂O₂?H⁺+HO₂^-、HO₂^-?H⁺+O₂^2-；
②双氧水和氢氧化钡生成盐和水，反应方程式为H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O，故答案为：H₂O₂+Ba（OH）₂=BaO₂+2H₂O；
③根据水的电离方程式书写双氧水的自偶电离方程式，电离方程式为H₂O₂+H₂O₂?H₃O₂⁺+HO₂^-，故答案为：H₂O₂+H₂O₂?H₃O₂⁺+HO₂^-．

点评 本题考查了PH的计算方法和应用，变化为重水溶液中，依据PH类推计算，关键是离子积在温度一定时是常数，题目难度中等．