Question

【題目】已知水在25℃和95℃時(shí)，電離平衡曲線如圖所示：
（1）則25℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為（填“A”或“B”），請(qǐng)說明理由
（2）25℃時(shí)，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(shí)，若100體積pH1=a的某強(qiáng)酸溶液與1體積pH2=b的某強(qiáng)堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前，該強(qiáng)酸的pH1與強(qiáng)堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系是
（4）曲線B對(duì)應(yīng)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(qǐng)分析其原因： ．

Answer 1

【答案】
（1）A；水的電離時(shí)吸熱過程,加熱促進(jìn)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(duì)應(yīng)95℃,此時(shí)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(xù)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(shí)吸熱過程，加熱促進(jìn)電離，所以A曲線代表25℃時(shí)水的電離平衡曲線，

故答案為：A；水的電離時(shí)吸熱過程，加熱促進(jìn)電離，溫度低，水的離子積小；（2）25℃時(shí)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(shí)，水的離子積為10﹣12，即酸、堿濃度相等時(shí)pH（酸）+pH（堿）=12．現(xiàn)強(qiáng)堿的OH﹣濃度是強(qiáng)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(duì)應(yīng)溫度下，因pH（酸）+pH（堿）=12，可得酸堿兩溶液中c（H+）=c（OH﹣），如是強(qiáng)酸堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現(xiàn)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(yīng)后又有新的H+產(chǎn)生，酸過量，所以酸HA是弱酸，

故答案為：曲線B對(duì)應(yīng)95℃，此時(shí)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(xù)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(shù)Kw=c（H+）×c（OH﹣）計(jì)算出A曲線的Kw值結(jié)合水的電離時(shí)吸熱比較判斷25℃時(shí)水的電離平衡曲線；（2）根據(jù)溶液的pH計(jì)算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計(jì)算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；（3）酸、堿都是強(qiáng)電解質(zhì)，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等，結(jié)合水的離子積常數(shù)確定強(qiáng)酸的pH1與強(qiáng)堿的pH2之間應(yīng)滿足的關(guān)系；（4）根據(jù)曲線B對(duì)應(yīng)溫度下pH=5，說明溶液顯示酸性，反應(yīng)后氫離子過量分析．