Question

9．常溫下，相同pH的硫酸溶液和硫酸鋁溶液中由水電離出的c（H⁺）分別是1.0×10^-amol/L和1.0×10^-bmol/L，水的電離度分別是α₁和α₂，則下列關系正確的是（　�。�

• A． α₁=α₂
• B． a+b=14
• C． a＜b
• D． a＜7，b＞7

Answer 1

分析 常溫下，水的離子積為kw=10^-14，在硫酸溶液中，硫酸對水的電離有抑制作用，故溶液中的氫離子幾乎全部來自于硫酸的電離，而氫氧根全部來自于水的電離，而水電離出的氫氧根的濃度和氫離子濃度相等，故硫酸溶液中氫氧根的濃度為c（OH^-）=1.0×10^-amol/L；
在硫酸鋁溶液中，鋁離子的水解對水的電離有促進作用，且由于硫酸鋁為正鹽，故溶液中氫離子和氫氧根均全部來自于水的電離，但由于氫氧根被水解的鋁離子結合，故溶液中的氫離子1.0×10^-bmol/L是水電離出的全部，據(jù)此分析．

解答 解：A、硫酸對水的電離有抑制作用，而硫酸鋁是強酸弱堿鹽，在溶液中能水解，對水的電離有促進作用，故兩溶液中水的電離程度不同，且α₁＜α₂，故A錯誤；
B、設兩溶液的pH均為x．即兩溶液中的c（H⁺）均為10^-xmol/L．在硫酸溶液中，溶液中的氫離子幾乎全部來自于硫酸的電離，而氫氧根全部來自于水的電離，而水電離出的氫氧根的濃度和氫離子濃度相等，故硫酸溶液中氫氧根的濃度為c（OH^-）=1.0×10^-amol/L，根據(jù)水的離子積可有：10^-xmol/L×1.0×10^-amol/L=10^-14（mol/L）² ①；
在硫酸鋁溶液中，鋁離子的水解對水的電離有促進作用，且由于硫酸鋁為正鹽，故溶液中氫離子和氫氧根均全部來自于水的電離，但由于氫氧根被水解的鋁離子結合，故溶液中的氫離子1.0×10^-bmol/L是水電離出的全部，故有10^-xmol/L=1.0×10^-bmol/L  ②，將①②聯(lián)立可知：10^-bmol/L×1.0×10^-amol/L=10^-14（mol/L）²，故有a+b=14，故B正確；
C、硫酸對水的電離有抑制作用，而硫酸鋁是強酸弱堿鹽，在溶液中能水解，對水的電離有促進作用，故兩溶液中水的電離程度α₁＜α₂，即兩溶液中水電離出的氫離子濃度1.0×10^-amol/L＜1.0×10^-bmol/L，故a＞b，故C錯誤；
D、硫酸對水的電離有抑制作用，故硫酸溶液中水電離出的氫離子濃度1.0×10^-amol/L＜10^-7mol/L，故a＞7；而硫酸鋁是強酸弱堿鹽，在溶液中能水解，對水的電離有促進作用，故硫酸鋁溶液中水電離出的氫離子濃度1.0×10^-bmol/L＞10^-7mol/L，故b＜7，故D錯誤．
故選B．

點評 本題考查了酸和能水解的鹽溶液中的pH的有關計算，難度較大，應注意公式的運用和酸對水的電離的抑制以及鹽對水的電離的促進．