Question

18．某温度（t℃）下的溶液中，c（H⁺）=10^-x mol/L，c（OH^-）=10^-y mol/L，x与y的关系如图所示．请回答下列问题：
（1）此温度时，水的离子积K_W为10^-13 mol²•L^-2，则该温度t℃＞25℃
（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合（假设混合后溶液体积的微小变化略不计），试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比，并比较溶液中各离子的浓度大小．
①若所得混合液为中性，则a：b=10：1；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）．
②若所得混合液的pH=2，则a：b=9：2；此溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

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，根据K_W=c（H⁺）×c（OH^-）计算；
（2）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
根据反应后溶液的酸碱性判断反应的程度，以此计算，并确定溶液中离子浓度的大小．

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K_W=c（H⁺）×c（OH^-）=（10^-xmol•L^-1）×（10^-y mol•L^-1）=10^-13 mol²•L^-2＞10^-14 mol²•L^-2，
则温度高于常温，
故答案为：10^-13 mol²•L^-2；＞；
（2）若将此温度（t℃）下，pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合，此时NaOH溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，
稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，则
①若所得混合液为中性，则有0.01a=0.1b，a：b=10：1，得到的溶液是硫酸钠溶液，溶液中各种离子的浓度由大到小排列顺序是c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；　
故答案为：10：1；c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
②若所得混合液的pH=2，则有$\frac{0.1b-0.01a}{a+b}$=0.01，a：b=9：2，所的溶液是硫酸钠和硫酸的混合物，离子浓度大小顺序是：c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）；
故答案为：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

点评 本题考查酸碱混合的定性判断，题目难度中等，注意水的离子积常数的计算，把握相关计算公式的运用．