Question

【題目】已知水在25℃和95℃時，其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＝3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10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】A 水的電離是吸熱過程 ，溫度低時，電離程度小，c(H+)、c (OH－)小 100 : 1 a+b=13 或 pH1＋pH213 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】

（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）先根據溫度和混合溶液pH大小確定溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出酸和堿的體積之比；
（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）曲線B對應95℃，pH=2的某酸HA中氫離子濃度與pH=10的NaOH溶液中氫氧根離子濃度相等，HA若為強酸，完全反應后pH=6，實際上pH=5，說明酸過量，則該酸為弱酸。

（1）水的電離是吸熱過程，升高溫度，使水的電離程度增大，當溫度升高時，促進水的電離，水的離子積增大，水中氫離子、氫氧根離子濃度都增大，水的pH減小，但溶液仍然呈中性；
故答案為：A ；水的電離是吸熱過程，溫度低時，電離程度小，c（H+）、c（OH-）小；
（2）25 ℃時純水的pH=7，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）·10-5mol·L-1=V（H2SO4）·10-3mol·L-1，得V（NaOH）∶V（H2SO4）=100：1，故答案為：100 ：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10倍，所以pH（酸）+pH（堿）=13，即pH1+pH2=13，或a+b=13；

故答案為：a+b=13 或 pH1＋pH213；

（4）曲線B對應95℃，pH=2的某酸HA中氫離子濃度與pH=10的NaOH溶液中氫氧根離子濃度相等，HA若為強酸，完全反應后pH=6，實際上pH=5，說明酸過量，則該酸為弱酸，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+，導致溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度而使溶液呈酸性；

故答案為：曲線B對應95℃，此時水的離子積為10-12，HA若為強酸，最后應為pH=6，現pH=5，說明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+。