Question

9．（1）室温下取0.2mol•L^-1HCl溶液与0.2mol•L^-1 MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，试回答以下问题：
①混合溶液中水电离出的c（H⁺）＞0.2mol•L^-1 HCl溶液中水电离出的c（H⁺）；（填“＞”、“＜”、或“=”）
②求出混合溶液中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：
c（Cl^-）-c（M⁺）=9.9×10^-7 mol•L^-1  c（H⁺）-c（MOH）=10^-7 mol•L^-1
（2）室温下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH＜7，则说明MOH的电离程度＜MCl的水解程度．（填“＞”、“＜”、或“=”），溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）已知t℃时，K_w=1×10^-13，则t℃＞25℃（填“＞”、“＜”或“=”）．在t℃时将pH=11的NaOH溶液a L与pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（忽略混合后溶液体积的变化），若所得混合溶液的pH=2，则 $\frac{a}{b}$=$\frac{9}{2}$．

Answer 1

分析 （1）①等物质的量浓度等体积的HCl、MOH混合，二者恰好反应生成MCl，MCl为强酸弱碱盐，阳离子水解导致溶液呈酸性；
酸或碱抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离；
②任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（Cl^-）-c（M⁺）=c（H⁺）-c（OH-）；
溶液中存在物料守恒，根据物料守恒得c（Cl^-）=c（M⁺）+c（MOH），根据物料守恒和电荷守恒计算c（H⁺）-c（MOH）；     
（2）室温下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，碱物质的量是酸二倍，则溶液中溶质为MCl、MOH，测得混合溶液的pH＜7，溶液呈酸性，说明MCl水解程度大于MOH电离程度；
混合溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），根据电荷守恒判断c（Cl^-）、c（M⁺）相对大小；                               
（3）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，导致K_w增大；在t℃时将pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，pH=1的硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，
混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{（a+b）L}$．

解答 解：（1）①等物质的量浓度等体积的HCl、MOH混合，二者恰好反应生成MCl，MCl为强酸弱碱盐，阳离子水解导致溶液呈酸性；
酸或碱抑制水电离，含有弱离子的盐促进水电离，所以混合溶液中水电离出的c（H⁺）＞0.2mol•L^-1 HCl溶液中水电离出的c（H⁺），故答案为：＞；
②任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（Cl^-）-c（M⁺）=c（H⁺）-c（OH-）=10^-6mol•L^-1-10^-8mol•L^-1=9.9×10^-7mol•L^-1；
溶液中存在物料守恒，根据物料守恒得c（Cl^-）=c（M⁺）+c（MOH），根据物料守恒和电荷守恒计算c（H⁺）-c（MOH）=c（OH-）=10^-8mol•L^-1；     
故答案为：9.9×10^-7；10^-8；     
（2）室温下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，碱物质的量是酸二倍，则溶液中溶质为MCl、MOH，测得混合溶液的pH＜7，溶液呈酸性，说明MCl水解程度大于MOH电离程度；
混合溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），根据电荷守恒得c（Cl^-）＞c（M⁺），盐类水解较微弱，所以c（M⁺）＞c（H⁺），则溶液中离子浓度大小顺序是c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：＜；c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；                                 
（3）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，导致K_w增大，t℃时，K_w=1×10^-13＞1×10^-14，则t℃＞25℃；
在t℃时将pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，pH=1的硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，
混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{（a+b）L}$=0.01mol/L，a：b=9：2，
故答案为：＞；$\frac{9}{2}$．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断、离子浓度大小比较等知识点，侧重考查学生分析判断能力，注意电荷守恒及物料守恒的灵活运用，水的离子积常数只与温度有关，与溶液酸碱性无关，题目难度不大．