Question

【题目】已知水在25℃和95℃时，电离平衡曲线如图所示：
（1）则25℃时水的电离平衡曲线应为（填“A”或“B”），请说明理由
（2）25℃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）95℃时，若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则混合前，该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是
（4）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

【答案】
（1）A；水的电离时吸热过程,加热促进电离,温度低,水的离子积小
（2）10：1
（3）pH1+pH2=14,或a+b=14
（4）曲线B对应95℃,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】解：（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；水的电离时吸热过程，加热促进电离，温度低，水的离子积小；（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 molL﹣1=V（H2SO4）10﹣4 molL﹣1，得V（NaOH）：V（H2SO4）=10：1，故答案为：10：1；（3）要注意的是95°C时，水的离子积为10﹣12，即酸、碱浓度相等时pH（酸）+pH（碱）=12．现强碱的OH﹣浓度是强酸H+浓度的100倍，所以pH（酸）+pH（碱）=14，即pH1+pH2=14，或a+b=14，故答案为：pH1+pH2=14，或a+b=14；（4）在曲线B对应温度下，因pH（酸）+pH（碱）=12，可得酸碱两溶液中c（H+）=c（OH﹣），如是强酸碱，两溶液等体积混合后溶液呈中性；现混合溶液的pH=5，即等体积混合后溶液显酸性，说明H+与OH﹣完全反应后又有新的H+产生，酸过量，所以酸HA是弱酸，

故答案为：曲线B对应95℃，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．

（1）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值结合水的电离时吸热比较判断25℃时水的电离平衡曲线；（2）根据溶液的pH计算出溶液中氢离子、氢氧根离子浓度，再列式计算出氢氧化钠溶液和硫酸溶液的体积；（3）酸、碱都是强电解质，溶液呈中性说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等，结合水的离子积常数确定强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系；（4）根据曲线B对应温度下pH=5，说明溶液显示酸性，反应后氢离子过量分析．