Question

18．I．水的电离平衡曲线如图1所示：
（1）若以A点表示在25℃时水电离平衡时的离子浓度，当温度升高到100℃时，水的电离平衡状态到达B点，则此时水的离子积为1×10^-12．
（2）将pH=8的Ba（OH）₂溶液与pH=5的稀盐酸混合，并保持25℃的恒温，使混合溶液的pH=7，则Ba（OH）₂溶液与盐酸的体积比为10：1．

II．物质A～D为CH₃COOH、NaOH、HCl、NH₃•H₂O中的各一种，常温下将各物质的溶液从1mL 稀释到1000mL，pH的变化关系如图2所示．请回答下列问题：
（1）根据pH的变化关系，写出物质的化学式：BNaOH，CHCl．
（2）写出A与C反应的离子方程式：NH₃•H₂O+H⁺=H₂O+NH₄⁺
（3）将含等物质的量B和D的两溶液充分混合后，其离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（4）醋酸溶液中存在电离平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，下列叙述不正确的是b
a．CH₃COOH溶液中离子浓度的关系满足：c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO?）
b．0.1mol/L 的CH₃COOH 溶液加水稀释，溶液中c（OHˉ）减小
c．CH₃COOH溶液中加入少量CH₃COONa固体，平衡逆向移动
d．常温下，pH=2的CH₃COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后pH＜7．

Answer 1

分析 I．（1）结合图示根据水的离子积表达式K_w=c（H⁺）•c（OH^-）及氢氧根离子浓度计算出100℃水的离子积；
（2）设出氢氧化钡溶液、盐酸溶液的体积，然后根据溶液的pH列式计算出二者的体积比；
II．根据图象曲线变化可知，溶液从1mL稀释到1000mL，B的pH减小了3，C的pH增大了3，AD的pH变化小于3，说明A为一水合氨，B为NaOH，C为HCl，D为醋酸，
（1）根据以上分析进行解答；
（2）氨水与盐酸反应生成氯化铵和水，据此写出反应得到离子方程式；
（3）醋酸与氢氧化钠溶液反应生成醋酸钠，醋酸根离子部分水解，溶液显示碱性，结合电荷守恒判断各离子浓度大小；
（4）a．根据CH₃COOH溶液中的电荷守恒判断；
b．0.1mol/L 的CH₃COOH 溶液加水稀释，氢离子浓度减小，结合水的离子积不变分析氢氧根离子浓度的变化；
c．加入少量CH₃COONa固体，溶液中醋酸根离子的浓度增大，则平衡逆向移动；
d．常温下，pH=2的CH₃COOH溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合，醋酸为弱酸，则混合液中醋酸过量，溶液显示酸性．

解答 解：（1）根据图象可知，A点25℃时，c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol/L，K_w=c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-7×1×10^-7=10^-14，
100℃时，c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-6mol/L，K_w=c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-6×1×10^-6=10^-12，
故答案为：1×10^-12；
（2）设氢氧化钡容溶液的体积为xL，盐酸的体积为y，pH=8的Ba（OH）₂溶液，溶液中c（OH^-）=1×10^-6mol/L，pH=5的稀盐酸溶液中c（H⁺）=1×10^-5mol/L，
欲使混合溶液pH=7，必须满足n（H⁺）=n（OH^-），即：1×10^-6mol/L×xL=1×10^-5mol/L×yL，解得x：y=10：1，
故答案为：10：1；
II．（1）根据图象曲线变化可知，溶液从1mL稀释到1000mL，B的pH减小了3，C的pH增大了3，AD的pH变化小于3，说明A为一水合氨，B为NaOH，C为HCl，D为醋酸，
故答案为：NaOH；HCl；
（2）一水合氨与盐酸反应生成氯化铵和水，反应的离子方程式为NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O，
故答案为：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；
（3）等物质的量的NaOH和CH₃COOH充分混合后生成CH₃COONa溶液，醋酸根离子部分水解，溶液呈碱性，则c（OH^-）＞c（H⁺），根据电荷守恒可知c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），溶液中离子浓度大小为c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）a．CH₃COOH溶液中，根据电荷守恒可知：c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO?），故a正确；
b．0.1mol/L 的CH₃COOH溶液加水稀释，溶液中氢离子浓度减小，由于水的离子积不变，则溶液中c（OH^-）增大，故b错误；
c．CH₃COOH溶液中加入少量CH₃COONa固体，醋酸根离子浓度增大，则平衡逆向移动，故c正确；
d．常温下，pH=2的CH₃COOH溶液与pH=12的NaOH 溶液等体积混合后，醋酸过量，则混合液呈酸性，溶液的pH＜7，故d正确；
故答案为：b．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断、溶液pH的计算、弱电解质的电离等知识点，侧重考查学生分析判断及计算能力，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，知道影响弱电解质的电离平衡的因素，能够根据电荷守恒、物料守恒等知识判断离子浓度大小，题目难度中等．