Question

已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：

（1）则95℃时，水的电离平衡曲线应为B，请说明理由______________________．

25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合，所得混合溶液的pH=7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为______________。

（2）95℃时，若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是______________．

（3）曲线A所对应的温度下，pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中，若水的电离程度分别用α₁、α₂表示，则α₁______________α₂(填“大于”、“小于”、“等于”或“无法确定”)。

（4）曲线B对应温度下，将0.02mol/LBa(OH)₂溶液与等物质的量浓度的NaHSO₄溶液等体积混合后，混合溶液的pH=________________。

Answer

（1）水的电离是吸热过程，温度高时，电离程度大，c（H+）、c（OH-）大；10：1；

（2）a+b=14；（3）小于；（4）10

【解析】

试题分析：（1）水的电离是吸热过程，温度高时，电离程度大，c（H+）、c（OH-）均增大，95℃时，水的电离平衡曲线应为B；25℃时， pH＝9的NaOH溶液，c(OH-)=10-5mol/L；pH＝4的H2SO4溶液混合，c(H+)=10-4mol/L；若所得混合溶液的pH＝7，n(OH-)=n(H+)。则c(OH-)∙V(NaOH)= c(H+)∙V(H2SO4)。故NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为V(NaOH)：V(H2SO4)= c(H+)：c(OH-)=10:1；

（2）95℃时，水的离子积常数是Kw=10-12。若100体积pH＝a的某强酸溶液中n(H+)=100×10-amol=10(2-a)mol，1体积pH＝b的某强碱溶液n(OH-)=10-12÷10-b=10(b-12)mol。混合后溶液呈中性，10(2-a)mol=10(b-12)mol。2-a=b-12，所以a+b=14。

（3）曲线A所对应的温度是室温。在室温下，pH＝2的HCl溶液，c(H+)(水)=10-12mol/L；pH＝11的某BOH溶液中，c(H+)(水)=10-11mol/L；水电离产生的H+的浓度越大，水的电离程度就越大。若水的电离程度分别用α1、α2表示，则α1＜α2；

（4）曲线B所对应的温度是95 ℃，该温度下水的离子积常数是Kw=10-12，在曲线B所对应的温度下，将0.02 mol/L的Ba(OH)2溶液与等物质的量浓度的NaHSO4溶液等体积混合，则反应后溶液中c(OH-)=0.02mol÷2L=0.01mol/L。由于该温度下水的离子积常数是Kw=10-12，所以c(H+)=10-10，所得混合液的pH＝10。

【考点定位】考查酸碱中和反应时溶液的体积比、盐的水解、溶液的pH的计算的知识。

【名师点晴】（1）KW只受温度影响，改变其他条件水的电离程度会发生变化，但只要温度不变，则KW不变。（2）水的离子积是水电离平衡时的性质，不仅适用于纯水，也适用于酸性或碱性的稀溶液。不管哪种溶液均有c(H＋)H2O＝c(OH－)H2O。即任何稀水溶液中都存在这一关系。因此，在酸溶液中酸本身电离出来的H＋会抑制水的电离，c(H＋)酸·c(OH－)H2O＝KW；而在碱溶液中，碱本身电离出来的OH－也会抑制水的电离，c(OH－)碱·c(H＋)H2O＝KW。