Question

3．水的电离平衡如图所示．
（1）若A点表示25℃时水的电离平衡状态，当升高温度至100℃时水的电离平衡状态为B点，则此时水的离子积的值为1×10^-12；该温度下pH均为4的盐酸和NH₄Cl溶液中由水电离出的c（H⁺）之比为1：10⁴．
（2）将100℃时pH=8的Ba（OH）₂溶液与pH=5的盐酸混合，并保持100℃的恒温，欲使混合溶液的pH=7，求Ba（OH）₂溶液与盐酸的体积比2：9．

Answer 1

分析 （1）K_w=C（H⁺）．C（OH^-），盐酸溶液中依据离子积常数计算水电离出氢离子浓度，氯化铵溶液中，铵根离子水解溶液显酸性，溶液PH计算得到水电离出的氢离子浓度；
（2）先根据水的离子积常数计算氢氧化钡溶液中C（OH^-）、混合溶液中C（OH^-），再根据$\frac{c（O{H}^{-}）V（Ba（OH）_{2}）-c（{H}^{+}）V（HCl）}{V（Ba（OH）_{2}）+V（HCl）}$计算氢氧化钡和盐酸的体积之比．

解答 解：（1）25℃时纯水中C（H⁺）=C（OH^-）=10^-7 mol/L，K_w=C（H⁺）．C（OH^-）=10^-14 ，当温度升高到100℃，纯水中C（H⁺）=C（OH^-）=10^-6 mol/L，K_w=C（H⁺）．C（OH^-）=10^-12 ，该温度下pH均为4的盐酸溶液中水电离出的氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$=10^-8mol/L，pH为4的NH₄Cl溶液中由水电离出的c（H⁺）=10^-4mol/L，由水电离出的c（H⁺）之比=10^-8mol/L：10^-4mol/L=1：10⁴，
故答案为：1×10^-12；1：10⁴；
（2）将pH=8的Ba（OH）₂溶液中C（OH^-）=10^-4 mol/L，pH=5的稀盐酸中C（H⁺）=10^-5 mol/L，设氢氧化钡的体积为x，盐酸的体积为y，混合溶液的pH=7，溶液呈碱性，C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$=10^-5 mol/L，C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=10^-5 mol/L，x：y=2：9；
故答案为：2：9．

点评 本题考查了离子积常数的有关计算，注意混合溶液的pH=7时溶液呈碱性而不是中性，掌握基础是解题关键，题目难度中等．