Question

16．25℃时，纯水中水电离出的c（H⁺）=a₁，pH=3的盐酸溶液中水电离出的c（H⁺）=a₂，pH=11的氨水溶液中水电离出的c（H⁺）=a₃．将上述盐酸与氨水溶液等体积混合所得溶液中水电离出的c（H⁺）=a₄．下列关系式正确的（　　）

• A． a₂＜a₃＜a₁＜a₄
• B． a₃=a₂＜a₁＜a₄
• C． a₂=a₃＜a₄＜a₁
• D． a₁＜a₂＜a₃＜a₄

Answer 1

分析 C（H⁺）•C（OH^-）=Kw，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．
在25℃时，纯水的电离度为α₁，水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol•L^-1；
pH=3的盐酸中C（H⁺）=10^-3mol/L，水的电离，根据Kw=C（H⁺）•C（OH^-）=10^-14，求得水电离出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，水的电离度为α₂；
pH=11的氨水溶液中C（H⁺）=10^-11mol/L，水电离出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，水的电离度为α₃；
pH=3的盐酸和pH=11的氨水等体积混合，NH₃•H₂O+HCl═NH₄Cl+H₂O，酸碱中和反应放热，促进水的电离，生成的盐为强酸弱碱盐，水解促进水的电离，所得溶液中水的电离度为α₄，据此分析解答．

解答 解：在25℃时，纯水中H₂O?H⁺+OH^-，Kw=C（H⁺）•C（OH^-）=10^-14，所以水电离出的c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol•L^-1，纯水的电离度为α₁；酸碱抑制水的电离，水解的盐促进水的电离；
pH=3的盐酸中C（H⁺）=10^-3mol/L，水的电离，根据Kw=C（H⁺）•C（OH^-）=10^-14，所以溶液中C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$mol/L=10^-11mol/L，溶液中C（OH^-）来自于水的电离，水电离出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，pH=3的盐酸中水的电离度为α₂，α₂＜α₁；
pH=11的氨水溶液中C（H⁺）=10^-11mol/L，溶液中C（H⁺）来自于水的电离，水电离出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，pH=11的氨水溶液中水的电离度为α₃，α₃=α₂＜α₁；
盐酸为强电解质，pH=3的盐酸和pH=11的氨水按等体积混合，反应后氨水过量，NH₃•H₂O+HCl═NH₄Cl+H₂O，酸碱中和反应放热，由于水的电离是吸热过程，温度升高，促进水的电离，平衡向着正向移动，生成的盐为强酸弱碱盐，水解促进水的电离，混合溶液中为氯化铵和一水合氨，电离大于水解，溶液呈碱性，所以反应后所得溶液中水的电离度为α₁＞α₄；
故选C．

点评 本题主要考查了水的电离平衡的影响因素，注意Kw，温度升高可以促进水电离Kw增大，本题难度中等．