Question

12．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B（填“A”或“B”）．请简述判断的理由水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小．
（2）在25℃时，0.01mol/L的NaOH溶液的PH为12；PH为11的Ba（OH）₂溶液中Ba（OH）₂的物质的量浓度为5×10^-4mol/L．
（3）25℃时，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的 pH=7，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为10：1．
（4）在95℃时，纯水的PH为6，此温度下将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液为中性，则NaOH溶液与H₂SO₄溶液的体积比为1：10．

Answer 1

分析 （1）水的电离是吸热过程，降低温度抑制水电离，导致水中c（H⁺）、c（OH^-）都减小；
（2）在25℃时，Kw=10^-14，溶液中存在离子积常数，据此计算；
（3）先根据温度和混合溶液pH大小确定溶液的酸碱性，根据溶液的pH计算酸和碱的体积之比；
（4）图中可知．在95℃时，Kw=10^-12，c（H⁺）=10^-6mol/L，纯水的PH为6，此温度下将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液为中性，溶液中氢离子物质的量和氢氧根离子物质的量相同．

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为B，
故答案为：B；水的电离是吸热过程，温度低时，电离程度小，c（H⁺）、c（OH^-）小；
（2）在25℃时，0.01mol/L的NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$=10^-12mol/L，溶液PH=12，PH为11的Ba（OH）₂溶液中氢氧根离子浓度c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3mol/L，Ba（OH）₂=Ba²⁺+2OH^-，Ba（OH）₂的物质的量浓度为：5×10^-4mol/L，
故答案为：12；5×10^-4mol/L；
（3）25°C时纯水的pH=6，混合溶液的pH=7，说明酸、碱混合呈中性，pH=9的NaOH溶液c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液（H⁺）=10^-4mol/L，
设酸的体积为x，碱的体积为y，10^-5 mol/L×y=10^-4mol/L×x，y：x=10：1；
故答案为：10：1；
（4）图中可知．在95℃时，Kw=10^-12，c（H⁺）=10^-6mol/L，纯水的PH为6，此温度下将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液为中性，溶液中氢离子物质的量和氢氧根离子物质的量相同，设氢氧化钠溶液体积为V（碱），硫酸溶液体积为V（酸），则得到：$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$×V（碱）=10^-4×V（酸），得到V（碱）：V（酸）=1：10，
故答案为：6，1：10．

点评 本题考查水的电离和酸、碱混合的pH计算问题，题目难度中等，注意温度不同而使水的离子积常数不同是解本题的关键．