Question

10．某温度（t℃）下的溶液中，[H⁺]=10^-xmol•L^-1，[OH^-]=10^-y mol•L^-1，x与y的关系如图所示，请回答下列问题：
（1）此温度下，水的离子积K_W为10^-13 mol²•L^-2，则该温度t＞25℃（填“＞”“＜”或“=”），pH=7的溶液显碱（填“酸”“碱”或“中”）性．
（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忽略不计）．试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比．
①若所得混合液为中性，则a：b=10：1；
②若所得混合液的pH=2，则a：b=9：2．

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，则K_W=c（H⁺）×c（OH^-）=（10^-xmol•L^-1）×（10^-y mol•L^-1）=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^-）=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
①溶液呈中性，说明酸和碱恰好完全反应；
②若所得混合液的pH=2，根据c（H⁺）=$\frac{c酸V酸-c碱V碱}{V酸+V碱}$计算酸碱的体积比．

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，水的电离是吸热的，Kw随温湿度升高而增大，所以该温度t＞25℃，pH=6.5的溶液显中性，当pH=7的溶液显碱性，故答案为：10^-13 mol²•L^-2；＞；碱；
（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，Kw=10^-13 mol²•L^-2；此时NaOH溶液中c（OH^-）=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，
故答案为：10：1；
②若所得混合液的pH=2，则有$\frac{0.1b-0.01a}{a+b}$=0.01，解得：a：b=9：2，
故答案为：9：2．

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．