Question

3．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”），请说明理由温度越高K_w越大
（2）25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为10：1．
（3）95℃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，该强酸的pH₁与强碱的pH₂之间应满足的关系是pH₁+pH₂=14．
（4）曲线B对应温度下，pH=2的HCl溶液和pH=10的某BOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH=8．请分析其原因：BOH为弱碱，c（BOH）?c（HCl），等体积混合两溶液时，BOH过量，混合溶液呈碱性．

Answer 1

分析 （1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，水中c（H⁺）、c（OH^-）都增大；   
（2）25℃时，将pH=9的NaOH溶液中c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-4 mol/L，要使混合溶液呈中性，则n（OH^-）=n（H⁺）；
；  
（3）99℃时，pH₁=a的某强酸溶液中C（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某强碱溶液C（OH^-）=10^b-12 mol/L，溶液呈中性，则酸中 n（H⁺）应等于碱中n（OH^-）；
（4）pH=3的盐酸溶液和pH=9的某碱溶液等体积混合后，氢离子和氢氧根离子恰好反应．

解答 解：（1）纯水中，水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，c（OH^-）、c（H⁺）增大且c（OH^-）=c（H⁺），水的离子积常数增大，所以25℃时水的电离平衡曲线应为A，故答案为：A；温度越高K_w越大；
（2）25℃时，将pH=9的NaOH溶液中C（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液中C（H⁺）=10^-4 mol/L，要使混合溶液呈中性，则氢氧根离子的物质的量等于氢离子的物质的量，设碱的体积为xL，酸的体积为yL，则10^-5 mol/L×xL=10^-4 mol/L×yL，
所以x：y=10^-4：10^-5=10：1，
故答案为：10：1；
（3）99℃时，pH₁=a的某强酸溶液中C（H⁺）=10^-a mol/L，pH₂=b的某强碱溶液C（OH^-）=10^b-12 mol/L，溶液呈中性，则酸中氢离子的物质的量应等于碱中氢氧根离子的物质的量，所以100×10^-a=1×10^b-12，a+b=14，即pH₁+pH₂=14，故答案为：pH₁+pH₂=14；
（4）曲线B对应温度下，pH=2的盐酸溶液和pH=10的某BOH溶液等体积混合后，氢离子和氢氧根离子恰好反应，如果碱是强碱，则盐溶液呈中性，实际上溶液呈碱性，则碱为弱碱，生成强酸弱碱盐水解呈碱性，中和后混合溶液中还剩余较多的弱碱分子，可继续电离出OH^-，使溶液呈碱性，
故答案为：BOH为弱碱，c（BOH）?c（HCl），等体积混合两溶液时，BOH过量，反应后溶液呈碱性．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，侧重考查分析计算能力，明确酸碱溶液混合时酸碱的物质的量关系及混合溶液pH的计算方法是解本题关键，题目难度中等．