Question

已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示：
（1）则95℃时，水的电离平衡曲线应为

 

（填“A”或“B”），请说明理由

 

．
（2）25℃时，将①H⁺、②Cl^-、③Al³⁺、④K⁺、⑤S^2-、
⑥OH^-、⑦NO₃^-、⑧NH₄⁺分别加入H₂O中，基本上不影响水的电离平衡的是

 

．（填入相应序号）
（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

考点：水的电离,盐类水解的应用,酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：（1）水的电离过程是吸热过程，升温促进水的电离，氢离子浓度和氢氧根离子浓度增大，离子积常数增大，结合图象分析；
（2）酸碱抑制水的电离，水解的盐促进水的电离，强碱阳离子或强酸阴离子不允许水的电离平衡；
（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）曲线B对应95℃，pH=2的某酸HA中氢离子浓度与pH=10的NaOH溶液中氢氧根离子浓度相等，HA若为强酸，完全反应后pH=6，实际上pH=5，说明酸过量，则该酸为弱酸．

解答： 解：（1）水的电离是吸热过程，升高温度，使水的电离程度增大，当温度升高时，促进水的电离，水的离子积增大，水中氢离子、氢氧根离子浓度都增大，水的pH减小，但溶液仍然呈中性，则95℃时，水的电离平衡曲线应B；
故答案为：B；水的电离是吸热过程，温度高时，电离程度大，c（H⁺）、c（OH^-）大；
（2）25℃时，将①H⁺、②Cl^-、③Al³⁺、④K⁺、⑤S^2-、⑥OH^-、⑦NO₃^-、⑧NH₄⁺分别加入H₂O中，①抑制水的电离，②氯离子不允许水的电离平衡，③Al³⁺水解显酸性，促进水的电离，④K⁺对水的电离无影响，⑤S^2-、水解显碱性，对水的电离起到促进，⑥碱抑制水的电离，⑦NO₃^-离子对水的电离无影响，⑧NH₄⁺离子水解溶液呈酸性，促进水的电离，所以基本上不影响水的电离平衡的是②④⑦；
故答案为：②④⑦；
（3）若100体积pH₁=a的某强酸溶液中氢离子的物质的量浓度=10^-a mol/L，1体积pH₂=b的某强碱溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=10 ^b-12 mol/L，混合后溶液呈中性，则氢离子的物质的量等于氢氧根离子的物质的量，所以100×10^-a mol/L=1×10 ^b-12 mol/L，所以a+b=14（或pH₁+pH₂═14）
故答案为：a+b=14（或pH₁+pH₂═14）；
（4）曲线B对应95℃，pH=2的某酸HA中氢离子浓度与pH=10的NaOH溶液中氢氧根离子浓度相等，HA若为强酸，完全反应后pH=6，实际上pH=5，说明酸过量，则该酸为弱酸，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⁺，导致溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度而使溶液呈酸性；
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；

点评：本题考查水的电离和酸、碱混合的pH计算问题，难度较大，注意温度不同而使水的离子积常数不同是解本题的关键，注意无论温度多高，纯水中始终氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，呈中性，为易错点．