Question

【題目】已知水在25℃和95℃時，電離平衡曲線如圖所示：
（1）則25℃時水的電離平衡曲線應為（填“A”或“B”），請說明理由
（2）25℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的 pH=7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為
（3）95℃時，若100體積pH1=a的某強酸溶液與1體積pH2=b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強酸的pH1與強堿的pH2之間應滿足的關系是
（4）曲線B對應溫度下，pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=5．請分析其原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）A；水的電離時吸熱過程,加熱促進電離,溫度低,水的離子積小
（2）10：1
（3）pH1+pH2=14,或a+b=14
（4）曲線B對應95℃,此時水的離子積為10﹣12,HA為弱酸,HA中和NaOH后,混合溶液中還剩余較多的HA分子,可繼續電離出H+,使溶液pH=5
【解析】解：（1）曲線A條件下Kw=c（H+）×c（OH﹣）=10﹣7×10﹣7=10﹣14，曲線B條件下c（H+）=c（OH﹣）=10﹣6 mol/L，Kw=c（H+）c（OH﹣）=10﹣12 ；水的電離時吸熱過程，加熱促進電離，所以A曲線代表25℃時水的電離平衡曲線，

故答案為：A；水的電離時吸熱過程，加熱促進電離，溫度低，水的離子積小；（2）25℃時所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH﹣）=n（H+），則V（NaOH）10﹣5 molL﹣1=V（H2SO4）10﹣4 molL﹣1，得V（NaOH）：V（H2SO4）=10：1，故答案為：10：1；（3）要注意的是95°C時，水的離子積為10﹣12，即酸、堿濃度相等時pH（酸）+pH（堿）=12．現強堿的OH﹣濃度是強酸H+濃度的100倍，所以pH（酸）+pH（堿）=14，即pH1+pH2=14，或a+b=14，故答案為：pH1+pH2=14，或a+b=14；（4）在曲線B對應溫度下，因pH（酸）+pH（堿）=12，可得酸堿兩溶液中c（H+）=c（OH﹣），如是強酸堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現混合溶液的pH=5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明H+與OH﹣完全反應后又有新的H+產生，酸過量，所以酸HA是弱酸，

故答案為：曲線B對應95℃，此時水的離子積為10﹣12，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續電離出H+，使溶液pH=5．

（1）橫軸是氫離子濃度，縱軸是氫氧根離子濃度，水的離子積常數Kw=c（H+）×c（OH﹣）計算出A曲線的Kw值結合水的電離時吸熱比較判斷25℃時水的電離平衡曲線；（2）根據溶液的pH計算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；（3）酸、堿都是強電解質，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質的量相等，結合水的離子積常數確定強酸的pH1與強堿的pH2之間應滿足的關系；（4）根據曲線B對應溫度下pH=5，說明溶液顯示酸性，反應后氫離子過量分析．