Question

（9分）某温度（t ℃)时，水的离子积为K_W =1×10^-13,则该温度_ ___ 25 ℃(选填“＞”“＜”“=”），其理由是________________________________。若将此温度下pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合（设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过计算填写以下不同情况时两溶液的体积比。

（1）若所得混合溶液为中性，则a∶b =__________；此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是____                。（用c(Na⁺)等表示）

（2）若所得混合液的pH=2，则a∶b =__________；此溶液中各种离子的浓度由大到小的排列顺序是____                 。（用c(Na⁺)等表示）

Answer

＞（1分）  25 ℃时水的KW=1×10-14(小于1×10-13)，水的电离是吸热的，温度升高，KW增大（2分）

（1）10∶1  （1分）      c(Na+)＞c()＞c(H+)=c(OH-)（2分）

（2）9∶2   （1分）      c(H+)＞c()＞c(Na+)＞c(OH-)（2分）

【解析】25 ℃时，水的离子积为KW =1×10-14, KW （t ℃）=1×10-13＞KW（25 ℃），且水的电离是吸热的，故说明t＞25 ℃（升温，水的电离平衡正向移动，KW增大）；

（1）“此温度下pH=11的苛性钠溶液”C（OH-）=0.01 mol·L－1，

“pH=1的稀硫酸”C（H+）=0.1 mol·L－1，

若所得混合溶液为中性，则两者恰好完全反应，即： OH- + H+ = H2O

                                                1   1

                                             0.01a  0.1b

即0.01a=0.1b，得：a∶b =10∶1；

反应后，变为Na2SO4溶液：Na2SO4=2Na+ + SO42-,则：c(Na+)＞c()＞c(H+)=c(OH-)

（2）若所得混合液的pH=2，则反应后剩余酸，且C余（H+）=0.01 mol·L－1，0.1b-0.01a=0.01(a+b),求解，得：a∶b =9∶2；

反应后，变为H2SO4、Na2SO4溶液：C余（H+）=0.01 mol·L－1，

反应前后，SO42-守恒，则C后（SO42-）=0.05b/(a+b)=0.009 mol·L－1，

反应前后，Na+守恒，则C后（Na+）=0.01a/(a+b)=0.0082 mol·L－1，

c(OH-)=1.0×10-11 mol·L－1，故c(H+)＞c()＞c(Na+)＞c(OH-)