Question

某温度（t℃）时，水的离子积为K_W=1×10^-13，则该温度（填“大于”、“小于”或“等于”）

 

25℃，其理由是

 

．若将此温度下pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比：
（1）若所得混合液为中性，则a：b=

 

；此时溶液中各离子浓度的关系：

 

．
（2）若所得混合液的pH=2，则a：b=

 

；此时溶液中各离子浓度的关系：

 

．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则溶液的离子积常数增大；
（2）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=

10-13

10-11

mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
①溶液呈中性，说明酸和碱恰好完全反应，根据溶液的酸碱性及电荷守恒确定离子浓度大小；
②若所得混合液的pH=2，根据c（H⁺）=V

c(酸)V(酸)-c(碱)V(碱)

V(酸)+V(碱)

计算酸碱的体积比，根据溶液的酸碱性及物料守恒判断离子浓度大小．

解答： 解：（1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，则水的离子积常数增大，某温度（T℃）时，水的离子积常数K_w=1×10^-13＞10^-14，则该温度大于25℃，
故答案为：大于；水的电离过程吸热，该温度下的Kw比25℃时大，所以该温度大于25℃；
（2）NaOH溶液中氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=

10-13

10-11

mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中氢离子浓度为：c（H⁺）=0.1mol/L，则：
①若所得混合液为中性，则有：0.01a=0.1b，
解得：a：b=10：1；
混合溶液呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），根据电荷守恒得：c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ），该溶液为盐溶液，硫酸根离子浓度大于氢离子浓度，所以离子浓度大小顺序是：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：10：1； c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
②若所得混合液的pH=2，则有：

0.1b-0.01a

a+b

=0.01，
解得：a：b=9：2；
溶液呈酸性，则：c（H⁺）＞c（OH^-），
溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，硫酸根离子浓度为：

0.05×2

2+9

mol/L=0.009mol/L，
所以氢离子浓度大于硫酸根离子浓度，根据物料守恒知，c（SO₄^2-）＞（Na⁺），氢氧根离子浓度最小，
所以离子浓度大小顺序为：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：本题考查酸碱混合的定性判断，题目难度中等，注意掌握根据溶液的酸碱性及电荷守恒判断离子浓度大小的方法，注意（2）中水的离子积常数是10^-13而不是10^-14，为易错点．