Question

7．某温度（T℃）下的溶液中，c（H⁺）=10^-x mol•L^-1，c（OH^-）=10^-y mol•L^-1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：
（1）该温度T＞25℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在此温度下，向Ba（OH）₂溶液中逐滴加入pH=a的盐酸，测得混合溶液的部分pH如表所示．

实验 序号	Ba（OH）2溶液 的体积/mL	盐酸的体积/mL	溶液的pH
①	22.00	0.00	9
②	22.00	18.00	b
③	22.00	22.00	6

假设溶液混合前后的体积变化忽略不计，则a=4，实验②中b=8．
（3）在此温度下，将10mL 0.1mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液分别与5mL 0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液混合，所得溶液的pH为12．如果将等浓度等体积的Ba（OH）₂溶液与NH₄Cl溶液混合，所得溶液中各离子浓度由大到小的排列顺序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）由图象可知，x=0时，y=13，y=0时，x=13，则有x+y=13，升高温度水的离子积常数增大，据此判断温度高低；
（2）c[Ba（OH）₂]=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，③等体积混合时混合溶液pH=6.5，混合溶液呈中性，n（H⁺）=n（OH^-），据此计算a；
混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}×（0.022-0.018）}{0.022+0.018}$mol/L，pH=-lgc（H⁺）；
（3）混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.1mol/L×2×0.01L-0.1mol/L×0.005L}{0.01L+0.005L}$，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$，pH=-lgc（H⁺）；
如果将等浓度等体积的Ba（OH）₂溶液与NH₄Cl溶液混合，二者物质的量相等，溶质为等物质的量浓度的Ba（OH）₂、NH₃．H₂O、BaCl₂，一水合氨是弱电解质，在水溶液中部分电离，结合电荷守恒判断离子浓度大小．

解答 解：（1）由图象可知，x=0时，y=13，y=0时，x=13，则有x+y=13，则水的离子积常数=10^-x.10^-y=10^-13＞10^-14，升高温度水的离子积常数增大，所以该温度＞25℃，故答案为：＞；
（2）c[Ba（OH）₂]=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，③等体积混合时混合溶液pH=6.5，混合溶液呈中性，n（H⁺）=n（OH^-），二者体积相等，则c（H⁺）=c（OH^-）=10^-4mol/L，则a=4；
混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}×（0.022-0.018）}{0.022+0.018}$mol/L=10^-5mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-5}}$=8，
故答案为：4；8；

（3）混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.1mol/L×2×0.01L-0.1mol/L×0.005L}{0.01L+0.005L}$=0.1mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-13}}{0.1}$mol/L=10^-12mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-12=12；
如果将等浓度等体积的Ba（OH）₂溶液与NH₄Cl溶液混合，二者物质的量相等，溶质为等物质的量浓度的Ba（OH）₂、NH₃．H₂O、BaCl₂，一水合氨是弱电解质，在水溶液中部分电离，溶液呈碱性，一水合氨、氢氧化钡和水都电离生成氢氧根离子，所以c（OH^-）最大，根据物料守恒得c（Ba²⁺）=c（Cl^-），一水合氨电离程度大于水电离程度，所以c（NH₄⁺）＞c（ H⁺），则溶液中离子浓度大小顺序是c（ OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（ H⁺），
故答案为：12； c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，正确判断溶液离子积常数、溶液pH计算方法是解本题关键，难点是离子浓度大小比较，注意电荷守恒和物料守恒的应用．