Question

某氨水的pH=a，其中水的电离度为α₁；某硝酸的pH=b，其中水的电离度为α₂；已知a+b=14，a＞11．将氨水与硝酸等体积混合后，所得溶液中水的电离度为α₃．相同条件下纯水的电离度为α₄．则下列关系中正确的是（　　）

• A、α₃＞α₄＞α₂=α₁
• B、α₄＞α₃＞α₂=α₁
• C、c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
• D、c（NO₃^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）

Answer 1

考点：离子浓度大小的比较

专题：电离平衡与溶液的pH专题

分析：c（H⁺）?c（OH^-）=K_W，纯水溶液中氢离子浓度始终等于氢氧根离子浓度，温度不变，水的离子积常数不变，
常温下，纯水的电离度为α₄，水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol?L^-1；
a+b=14，a＞11，可以设氨水溶液的pH=a=12，则b=2，
pH=12的氨水溶液中的氢离子是水电离的，则水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-12mol/L，水的电离度为α₁；
pH=2的硝酸中c（H⁺）=10^-2mol/L，硝酸溶液中的氢氧根离子是水电离的，根据K_W=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-14，求得水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-12mol/L，水的电离度为α₂；
pH=2的硝酸和pH=12的氨水等体积混合，NH₃?H₂O+HCl═NH₄Cl+H₂O，一水合氨为弱碱，混合液中氨水过量，溶液显示碱性，抑制了水的电离，抑制程度小于原氨水和硝酸，故水的电离程度大小为：α₄＞α₃＞α₂=α₁；
由于混合液为碱性，氨水过量，则溶液中离子浓度大小为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．

解答： 解：a+b=14、a＞11，可以设氨水溶液的pH=a=12，则硝酸溶液的pH=b=2，
pH=12的氨水溶液中的氢离子是水电离的，则水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-12mol/L，水的电离度为α₁；
pH=2的硝酸中c（H⁺）=10^-2mol/L，硝酸溶液中的氢氧根离子是水电离的，根据K_W=c（H⁺）?c（OH^-）=10^-14，求得水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-12mol/L，水的电离度为α₂；
pH=2的硝酸和pH=12的氨水等体积混合，NH₃?H₂O+HCl═NH₄Cl+H₂O，一水合氨为弱碱，混合液中氨水过量，溶液显示碱性，抑制了水的电离，抑制程度小于原氨水和硝酸，
常温下，纯水的电离度为α₄，水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol?L^-1；
所以水的电离度大小为：α₄＞α₃＞α₂=α₁，故B正确；
由于混合液中氨水过量，溶液为碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），根据电荷守恒可得：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-），所以溶液中离子浓度大小为：c（NH₄⁺）＞c（NO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故C、D错误；
故选B．

点评：本题考查了溶液中离子浓度大小比较、水的电离及其影响因素，题目难度中等，注意掌握酸碱溶液对水的电离程度的影响，明确弱电解质的电离情况，能够根据电荷守恒、盐的水解判断溶液中离子浓度大小．