Question

(10分) 某温度(t℃)时，测得0.01 mol/L的NaOH溶液的pH为11，则该温度下水的K_w＝________，该温度________25℃(填“大于”“小于”或“等于”)，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
此温度下，将pH＝a的NaOH溶液V_a L与pH＝b的H₂SO₄溶液V_b L混合，通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比：
(1) 若所得溶液为中性，且a＝12，b＝2，则V_a∶V_b＝____________；
(2) 若所得溶液为中性，且a＋b＝12，则V_a∶V_b＝________；
(3) 若所得溶液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则V_a∶V_b＝______________.

Answer 1

10^－13（1分）大于（1分）　水的电离是吸热的，升温时水的电离平衡向右移动，K_W增大，因该温度下的K_W大于25℃时水的K_W，所以该温度大于25℃（2分）
(1)1∶10 （2分）    (2)10∶1 （2分）    (3)1∶9（2分）

由题意可知， 0.01mol/L的NaOH中[OH]=0.01mol/L。而此状态下，溶液pH=11，也就是说[H]=1×10^-11mol/L。所以，此状态下水的Kw=[H] ×[OH]=1×10^-13mol/L。该温度大于25℃，理由是水的电离是吸热的，升温时水的电离平衡向右移动，K_W增大，因该温度下的K_W大于25℃时水的K_W，所以该温度大于25℃。
(1)NaOH溶液pH=12，则[H]=1×10^-12，[OH]=Kw/[H]=(1×10^-13)/(1×10^-12)=0.1mol/L。
硫酸溶液pH=2，则[H]=1×10^-2=0.01mol/L。
这样要想中和为中性，NaOH体积×OH]=硫酸体积×[H]，所以m:n=[H]:[OH]=1:10。
(2)硫酸溶液pH=b，则[H]=1×10^-b。
NaOH溶液pH=12-b，则[H]=1×10^-(12-b)，[OH]=Kw/[H]=(1×10^-13)/(1×10^-(12-b))。
这样要想中和为中性，NaOH体积×[OH]=硫酸体积×[H]，所以m:n=[H]:[OH]=10:1。
(3)此温度下将pH=12的NaOH溶液中c（OH^-）=1mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液c（H⁺）=0.1mol/L，若所得混合溶液的pH=10，则反应后的溶液的c（OH^-）=

1×10-12

10-10

=0.01（mol/L），
则c（OH^-）=

1mol/L×V1-0.1mol/L× V2

V1+V2

=0.01mol/L，解之得：V₁：V₂=1：9