Question

20．（1）某温度下纯水中的c（H⁺）=2×10^-7mol/L．若温度不变，滴入稀盐酸，使c（H⁺）=5×10^-4mol/L，则溶液中由水电离产生的c（H⁺）=8×10^-11mol/L，此时t＞25℃（填“＞”或“=”或“＜”）．
（2）将等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液呈碱性（填“酸性”，“中性”或“碱性”，下同），溶液中c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）（填“＞”或“=”或“＜”，下同）．
（3）物质的量浓度相同的醋酸和氢氧化钠溶液混合后，溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则混合后溶液呈中性，醋酸体积＞氢氧化钠溶液体积．
（4）将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，则醋酸溶液中c（H⁺）＜氢氧化钠溶液中c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）纯水中c（H⁺）=c（OH^-），K_w=c（H⁺）×c（OH^-），水的离子积常数只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，酸性溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，水的电离是吸热反应，升高温度能促进水电离，所以温度越高，水的离子积常数越大，据此分析解答；
（2）等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合，恰好生成NaAc，醋酸根离子水解显碱性；
（3）根据电荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），等体积等浓度混合时显碱性，则中性时应使醋酸过量；
（4）醋酸为弱电解质，溶液中部分电离出氢离子，等体积的两溶液混合pH=7，据此分析．

解答 解：（1）纯水中c（H⁺）=c（OH^-）=2×10^-7 mol•L^-1，K_w=c（H⁺）．c（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，
温度不变，水的离子积常数不变，c（H⁺）=5×10^-4mol/L，则溶液中的c（OH^-）=$\frac{{K}_{W}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-4}}$=8×10^-11mol/L，酸性溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，所以水电离出的氢离子浓度是8×10^-11mol/L，水的电离是吸热反应，升高温度能促进水电离，所以温度越高，水的离子积常数越大，该温度下的水的离子积常数是4×10^-14＞1×10^-14，所以该温度高于25°C；
故答案为：8×10^-11mol/L；＞；
（2）等体积等物质的量浓度的醋酸和氢氧化钠溶液混合，恰好生成NaAc，由化学式可知，阴阳离子之比为1：1，醋酸根离子水解显碱性，则c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），
故答案为：碱性；＞；
（3）根据电荷守恒可知，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），溶液中醋酸根离子和钠离子浓度相等，则c（H⁺）=c（OH^-），溶液为中性，
若等体积等浓度混合时显碱性，则中性时应使醋酸过量，即醋酸体积＞氢氧化钠溶液的体积，
故答案为：中性；＞；
（4）将m mol/L的醋酸和n mol/L的氢氧化钠溶液等体积混合后溶液的pH=7，当m=n时，两溶液恰好反应生成醋酸钠，溶液显示碱性，若使溶液的pH=7，则醋酸的浓度应该稍大一些，即m＞n；由于醋酸为弱酸，则溶液中氢离子浓度小于氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度，即c（H⁺）＜氢氧化钠溶液中c（OH^-），故答案为：＜．

点评 本题考查酸碱混合以及溶液pH的大小比较，为高考常见题型，题目难度中等，本题注意从溶液电中性的角度比较溶液离子浓度的大小关系，另外把握盐类水解的原理及其应用方法．