Question

回答下列有关水溶液的问题:

（1）下列两种溶液中，室温下由水电离生成的H+浓度之比（①:②）是________

①pH=1的盐酸  ②0.01 mol/L的NaOH溶液

（2）已知水在25℃和95℃时， 水的电离平衡曲线如图所示：

①在25℃时， 水的电离平衡曲线应为____（填“A"或“B"）；95℃时水的离子积 Kw=_____

②25℃时,将pH=9的Ba（OH）₂溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合,若所得混合溶液的pH=7，则Ba（OH）₂溶液与H₂SO₄溶液的体积比为________

③曲线B对应温度下,pH=2的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液按体积比9:1混合,溶液的pH=_____

④ 常温下，将一小块金属钠投入100mL0.15mol/L的CuCl₂溶液中，收集到产生气体的体积为1.456L（标准状况下），此时溶液体积仍为100mL，反应后溶液的pH=____

Answer

1:10 A 10-12 10:1 9 14

【解析】

(1)酸溶液中水电离产生氢离子的浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，碱溶液中氢离子全部来自与水的电离；

（2）①曲线A条件下，kw=c（H+）c（OH-）=10-7×10-7=10-14，曲线B条件下，kw=c（H+）c（OH-）=10-6×10-6=10-12，水的电离是吸热过程，据此分析；

②25℃时，所得混合溶液的pH=7，溶液显中性，酸碱恰好中和，据此计算；

③曲线B对应温度下，pH=2的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液按体积比9:1混合，碱过量，算出剩余氢氧根离子的浓度，再计算氢离子的浓度；

④将钠投入CuSO4溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，标况下1.456L氢气的物质的量为=0.065mol，生成的氢氧化钠和CuSO4发生复分解反应，2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu（OH）2↓，据此分析解答．

（1）酸溶液中水电离产生氢离子的浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，室温下pH=1的盐酸中氢氧根离子的浓度是10-13mol/L，碱溶液中氢离子全部来自与水的电离，室温下0.01 mol/L的NaOH溶液中氢离子的浓度是10-12mol/L，由水电离生成的H+浓度之比（①:②）是10-13mol/L：10-12mol/L=1:10，

故答案为：1:10；

(2) ①曲线A条件下，kw=c（H+）c（OH-）=10-7×10-7=10-14，曲线B条件下， kw=c（H+）c（OH-）=10-6×10-6=10-12，水的电离是吸热过程，加热促进电离，所以A曲线代表25℃时水的电离平衡曲线，95℃时水的离子积 Kw= c（H+）c（OH-）=10-6×10-6=10-12，

故答案为：A ； 10-12；

②25℃时时所得混合溶液的pH=7，kw=c（H+）c（OH-）=10-7×10-7=10-14，溶液呈中性即酸碱恰好中和,即n(OH−)=n(H+),则V(Ba（OH）2)⋅10−5mol⋅L−1=V(H2SO4)⋅10−4mol⋅L−1，得V(Ba（OH）2):V(H2SO4)=10:1，

故答案为：10:1；

③曲线B对应温度下，pH=2的盐酸溶液和pH=11的氢氧化钠溶液按体积比9:1混合，碱过量，c（OH-）==10-3，c（H+）===10-9，pH=9，

故答案为：9；

④由将钠投入CuSO4溶液中，钠先和水反应生成氢氧化钠和氢气，生成的氢氧化钠和CuSO4发生复分解反应,方程式为：2Na+2H2O=2NaOH+H2↑，2NaOH+CuSO4=Na2SO4+Cu（OH）2↓，所以溶液中剩余氢氧化钠的物质的量为：0.065mol×2-0.15mol/L×0.1L×2=0.1mol，则氢氧根浓度为0.1mol÷0.1L=1mol/L，氢离子浓度为10−14mol/L，所以反应后溶液的pH=14；

答：反应后溶液的pH为14.