Question

16．水的电离平衡曲线如下图所示．
（1）若以A点表示25℃时水在电离平衡时的离子浓度，当温度升到100℃时，水的电离平衡状态到B点，则此时水的离子积从10^-14增加到10^-12．
（2）将pH=8的Ba（OH）₂溶液与pH=5的稀盐酸混合，并保持100℃的恒温，欲使混合溶液pH=7，则Ba（OH）₂与盐酸的体积比为2：9．
（3）已知A_nB_m的离子积=[c（A^m+）]ⁿ•[c（B^n-）]^m，式中c（A^m+）ⁿ和c（B^n-）^m表示离子的物质的量浓度．在某温度下，Ca（OH）₂的溶解度为0.74g，其饱和溶液密度设为1g/mL，其离子积为4×10^-3．

Answer 1

分析 （1）Kw=c（H⁺）．c（OH^-），A点c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，B点c（H⁺）=c（OH^-）=10^-6mol/L；
（2）将pH=8的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10^-4mol/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，
100℃的恒温，欲使混合溶液pH=7，溶液呈碱性，混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=10^-5 mol/L；
（3）若某温度下Ca（OH）₂的溶解度为0.74g，设饱和溶液的密度为1g/mL，则100g水中溶解0.74gCa（OH）₂时Ca（OH）₂的C=$\frac{\frac{0.74g}{74g/mol}}{\frac{100g+0.74g}{1g/mL}×1{0}^{-3}L/mL}$≈0.1mol/L，Ca（OH）₂是强电解质，所以c[Ca（OH）₂]=c（Ca²⁺ ）=0.1mol/L，c（OH^-）=2c[Ca（OH）₂]=0.2mol/L，离子积=[c（A^m+）]ⁿ[c（B^n-）]^m=c（Ca²⁺ ）．c（OH^-）²．

解答 解：（1）A点纯水中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 ；
故答案为：10^-14 ；10^-12；
（2）将pH=8的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10^-4mol/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，
100℃的恒温，欲使混合溶液pH=7，溶液呈碱性，混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=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；
（3）若某温度下Ca（OH）₂的溶解度为0.74g，设饱和溶液的密度为1g/mL，则100g水中溶解0.74gCa（OH）₂时Ca（OH）₂的C=$\frac{\frac{0.74g}{74g/mol}}{\frac{100g+0.74g}{1g/mL}×1{0}^{-3}L/mL}$≈0.1mol/L，Ca（OH）₂是强电解质，所以c[Ca（OH）₂]=c（Ca²⁺ ）=0.1mol/L，c（OH^-）=2c[Ca（OH）₂]=0.2mol/L，离子积=[c（A^m+）]ⁿ[c（B^n-）]^m=c（Ca²⁺ ）．c（OH^-）²=0.1mol/L×（0.2mol/L）²=4×10^-3（mol/L）³，
故答案为：4×10^-3．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断及离子积常数的有关计算，侧重考查学生分析判断、计算及理解运用能力，明确酸碱混合溶液pH计算方法、物质的量浓度的计算方法是解本题关键，难点是（3）题的理解和运用．