Question

某温度(t ℃)时，水的离子积为K_W＝1.0×10^－13mol²·L^－2，则该温度(填“大于”、“小于”或“等于”)________25 ℃，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种溶液的体积比：

(1)若所得混合液为中性，则a∶b＝________；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是___________________________________。

(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排列顺序是__________________________________________。

Answer

大于 水的电离是吸热过程，KW随温度升高而增大 (1)10∶1 c(Na＋)＞c(SO)＞c(H＋)＝c(OH－)或c(Na＋)＝2c(SO42—)＞c(H＋)＝c(OH－) (2)9∶2

c(H＋)＞c(SO42—)＞c(Na＋)＞c(OH－)

【解析】 水的电离是吸热过程，KW随温度升高而增大，故温度高于25 ℃。

(1)稀H2SO4中，c(H＋)＝0.1 mol·L－1，NaOH溶液中c(OH－)＝＝0.01 mol·L－1

0．01 mol·L－1×a L＝0.1 mol·L－1×b L

a∶b＝10∶1

离子浓度关系c(Na＋)＞c(SO42—)＞c(H＋)＝c(OH－)或c(Na＋)＝2c(SO42—)＞c(H＋)＝c(OH－)

(2)若pH＝2，则

c(H＋)混＝＝0.01 mol·L－1

a∶b＝9∶2

离子浓度关系：此时，假如原来NaOH溶液为9 L，H2SO4溶液则为2 L

n(Na＋)＝0.01 mol·L－1×9 L＝0.09 mol

剩余n(H＋)＝0.01 mol·L－1×(9 L＋2 L)＝0.11 mol

n(SO42—)＝×2 L＝0.1 mol

所以：c(H＋)＞c(SO42—)＞c(Na＋)＞c(OH－)。