Question

已知水的电离平衡曲线如图示，试回答下列问题：

（1）图中五点K_w间的关系是_________。

（2）若从A点到D点，可采用的措施是_________。

A 升温        B 加入少量的盐酸    C 加入少量的NH₄Cl

（3）B对应温度下，将pH=11的苛性钠溶液V₁ L与0.05mol/L的稀硫酸V₂L 混合（设混合前后溶液的体积不变），所得混合溶液的pH=2，则 V₁∶V₂=________________。

（4）常温下，将V mL、0.1000mol·L^-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol·L^-1醋酸溶液中充分反应。请回答下列问题（忽略溶液体积的变化）

①如果溶液pH=7，此时V的取值___________20.00（填“>”“<”或“＝”）。而溶液 中c(Na⁺)、c(CH₃COO^-)、c(H⁺)、c(OH^-)的大小关系为___________。

②如果V=40.00，则此时溶液中c(OH^-)-c(H⁺)-c(CH₃COOH)=________mol·L^-1（填数据）

（5）在0.10 mol·L^-1硫酸铜溶液中加入氢氧化钠稀溶液充分搅拌，有浅蓝色氢氧化铜沉淀生成，当溶液的pH＝8时，c(Cu²⁺)＝____________mol·L^-1。（K_sp[Cu(OH)₂]＝2.2×10^-20）

Answer

E=A=D＜C＜B BC 9:11 ＜ c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-） 0.033或1/30 2.2×10–8

【解析】

(1)水的离子积常数只与温度有关，温度越高，离子积常数越大；

(2)从A点到D点c(H+)变大，c(OH-)变小，但Kw不变；

(3)该温度下水的离子积为Kw=1×10-12，酸和碱混合，0.05mol/L的稀硫酸溶液中氢离子浓度为1mol/L，若所得混合液的pH=2，则酸过量，根据c(H+)=计算，列式计算pH，可计算体积比；

(4)①溶液的酸碱性是根据溶液中H+浓度与OH-浓度的相对大小判断的，只要溶液中c(H+)=c(OH-)，溶液就呈中性，CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐水解呈碱性，需溶液呈中性，需少加碱；根据溶液呈中性pH=7，c(H+)=c(OH-)结合电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)进行解答；

②根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]进行解答；

(5)根据溶度积常数及溶液中氢氧根离子浓度计算出c(Cu2+)；

(1)水的离子积常数只与温度有关，温度越高，离子积常数越大，同一曲线是相同温度，根据图知，温度高低点顺序是B>C>A=D=E，所以离子积常数大小顺序是B>C>A=D=E；

(2)在A点时，c(H+)=c(OH−)，溶液显中性,而到D点c(H+)变大，c(OH−)变小，溶液显酸性，即由A点到D点，溶液由中性变为酸性，但Kw不变。

A．升高温度，Kw变大，故A错误；

B．加入HCl，则溶液显酸性，故B正确；

C．加入氯化铵，水解显酸性，且Kw不变，故C正确；

故答案为：BC；

(3)该温度下水的离子积为Kw=1×10−12，将pH=11的苛性钠中氢氧根离子浓度为：c(OH−)=mol/L=0.1mol/L，0.05mol/L的稀硫酸溶液中氢离子浓度为1mol/L，pH=2的溶液中氢离子浓度为0.01mol/L，则混合液中满足：0.1mol/L×V2−0.1mol/L×V1=0.01mol/L×(V1+V2)，整理可得：V1:V2=9:11； 

(4)①CH3COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，需溶液呈中性pH=7，需少加碱，所以常温下，将VmL、0.1000mol∙L−1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol∙L−1醋酸溶液中，充分反应，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c(H+)=c(OH−)；根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−)，c(H+)=c(OH−)，溶液中的溶质为乙酸钠溶液，水的电离是微弱的，所以c(Na+)=c(CH3COO−)＞c(H+)=c(OH−)； 

②根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH−)，物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO−)+c(CH3COOH)]，得到c(H+)+c(CH3COO−)+2c(CH3COOH)=c(OH−)，则c(OH−)−c(H+)−c(CH3COOH)=c(CH3COO−)+c(CH3COOH)，反应后溶液的体积变为60mL，则c(CH3COO−)+c(CH3COOH)═0.1000mol/L×20ml/60ml=0.033mol/L；

(5)根据题给Cu(OH)2的溶度积即可确定pH=8时，c(OH-)=10-6mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，则：c(Cu2+)==2.2×10-8mol•L-1。