Question

已知水在25℃和100℃时，其电离平衡曲线如图所示：

（1）25℃时水的电离平衡曲线应为__________(填“A”或“B”)，请说明理由______________．

（2）100℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为__________．

（3）曲线B对应温度下，pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后，混合溶液的pH=5．请分析其原因____________。

Answer

（1）A；水的电离是吸热过程，温度低时，水的电离程度小，c(H+)、c(OH-)小；（2）10：1（3）曲线B对应100℃，此时水的离子积为10-12，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H+，使溶液pH=5。

【解析】

试题分析：（1）曲线A条件下Kw=c(H+)×c(OH-)=10-7×10-7=10-14，曲线B条件下c(H+)=c(OH-)=10-6 mol/L，Kw=c(H+)•c(OH-)=10-12；水的电离时吸热过程，加热促进电离，所以A曲线代表25℃时水的电离平衡曲线，故答案为：A；水的电离是吸热过程，温度低时，水的电离程度小，c(H+)、c(OH-)小；

（2）25℃时所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸碱恰好中和，即n(OH-)=n(H+)，则V(NaOH)×10-5 mol•L-1=V(H2SO4)×10-4 mol•L-1，得V(NaOH)：V(H2SO4)=10：1，故答案为：10：1

（3）曲线B对应100℃，pH=2的某酸HA中氢离子浓度与pH=10的NaOH溶液中氢氧根离子浓度相等，HA若为强酸，完全反应后pH=6，实际上pH=5，说明酸过量，则该酸为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H+，导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度而使溶液呈酸性；故答案为：曲线B对应100℃，此时水的离子积为10-12，HA为弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中还剩余较多的HA分子，可继续电离出H+，使溶液pH=5。

【考点定位】考查水的电离、pH计算

【名师点晴】本题考查水的电离和酸、碱混合的pH计算问题。注意温度不同而使水的离子积常数不同是解本题的关键，注意无论温度多高，纯水中始终氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，呈中性，为易错点。本题的解题思路为：图中横轴是氢离子浓度，纵轴是氢氧根离子浓度，水的离子积常数Kw=c(H+)×c(OH-)计算出A曲线的Kw，然后结合水的电离过程吸热判断25℃时水的电离平衡曲线，再根据pH的计算方法解答。