Question

9．已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：
（1）则25℃时水的电离平衡曲线应为A（填“A”或“B”），理由：水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小
（2）25℃时，若100体积pH₁=a 的某强酸溶液与1体积pH₂=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸和强碱的pH之间应满足的关系是pH₁+pH₂=14
（3）95℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，所得溶液的pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为9：1（并写出计算过程）

Answer 1

分析 （1）水的电离是吸热过程，降低温度抑制水电离，导致水中c（H⁺）、c（OH^-）都减小；
（2）在100℃时，水的离子积Kw=10^-12，酸、碱都是强电解质，溶液呈中性说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等，结合水的离子积常数确定强酸的pH₁与强碱的pH₂之间应满足的关系；
（3）先根据温度和混合溶液pH大小确定溶液的酸碱性，根据溶液的pH计算酸和碱的体积之比．

解答 解：（1）水的电离是吸热过程，升高温度，使水的电离程度增大，当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中氢离子、氢氧根离子浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性；
故答案为：A；水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小；
（2）100℃时，水的离子积为10^-12，即酸、碱浓度相等时pH₁+pH₂=12．现强碱的OH^-浓度是强酸H⁺浓度的100倍，所以pH₁+pH₂=16，故答案为：pH₁+pH₂=16；
（3）95°C时纯水的pH=6，混合溶液的pH=7，说明酸、碱混合时碱过量溶液呈碱性，pH=9的NaOH溶液c（OH^-）=10^-3 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液（H⁺）=10^-4mol/L，
设酸的体积为x，碱的体积为y，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-3}y-1{0}^{-4}x}{x+y}$=10^-5 mol/L，x：y=1：9；则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为9：1．
故答案为：9：1．

点评 本题考查水的电离和酸、碱混合的pH计算问题，难度较大，注意温度不同而使水的离子积常数不同是解本题的关键．