Question

19．某温度（t℃）时，水的离子积K_w=1×10^-12，则该温度（填大于、小于或等于）大于25℃．在此温度下，将pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL与pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假设混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和，所得固体体积忽略不计）
（1）若所得混合液为中性，且a=10，b=1，则V_a：V_b=10：1，生成沉淀的质量为165V_a（或11.65V_b）．（最终结果可用含V_a、V_b的表达式来表示）
（2）若所得混合液的pH=2，且a=10，b=1，则V_a：V_b=9：2．

Answer 1

分析 常温下，水的离子积K_w=1×10^-14，水的电离吸热，温度越高，水的电离程度越大，则水的离子积常数越大；
pH=b的H₂SO₄溶液中c（H+）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
在此温度下，将pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL与pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假设混合后溶液体积等于混合前两溶液体积之和，所得固体体积忽略不计）
（1）若所得混合液为中性，说明酸和碱恰好反应生成盐；
（2）若所得混合液的pH=2，根据混合溶液中氢离子浓度计算酸碱体积之比．

解答 解：温度越高，水的电离程度越大，则水的离子积常数越大，某温度（t℃）时，水的离子积K_w=1×10^-12＞10^-14，
故答案为：大于；
（1）pH=b的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
若所得混合液为中性，则酸和碱恰好中和，a=10，b=1，10^-1mol/L×V_bL=10^10-12mol/L×V_aL
则V_a：V_b=10：1，二者恰好反应生成硫酸钡和水，根据硫酸根离子守恒或钡离子守恒得硫酸钡的质量=0.5×10^-2mol/L×V_aL×233g/mol=1.165V_ag或0.5×10^-1mol/L×V_bL×233g/mol=11.65V_bg，
故答案为：10：1；1.165V_a或11.65V_b；
（2）若所得混合液的pH=2，10^-2mol/L=$\frac{1{0}^{-1}×{V}_{b}-1{0}^{-2}{V}_{a}}{{V}_{a}+{V}_{b}}$mol/L，则V_a：V_b=9：2，
故答案为：9：2．

点评 本题考查了离子浓度大小的比较、酸碱混合溶液定性判断，明确浓度与pH的换算、根据酸碱混合溶液中溶液酸碱性确定酸碱体积之比，题目难度中等．