Question

【題目】已知水在25 ℃和95 ℃時，其電離平衡曲線如圖所示：

（1）則25 ℃時水的電離平衡曲線應為_______(填“A”或“B”)，請說明理由______________________。

（2）25 ℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為________。

（3）95 ℃時，若100體積pH1=a的某強酸溶液與1體積pH2=b的某強堿溶液混合后溶液呈中性，則混合前a與b之間應滿足的關系是________。

（4）曲線B對應溫度下，pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=5。請分析其原因：______________________________。

（5）曲線A所對應的溫度下，pH=2的HCl溶液和pH=11的某BOH溶液中，若水的電離程度分別用α1、α2表示，則α1________α2(填“大于”“小于”“等于”或“無法確定”，下同)，若將二者等體積混合，則混合溶液的pH<7，判斷的理由是__________________(用離子方程式表示)。

Answer 1

【答案】（12分，除標明外，每空2分）

（1）A（1分） 水的電離是吸熱過程，溫度低時，電離程度小，c(H＋)、c(OH)小

（2）10∶1

（3）a＋b=14

（4）曲線B對應95 ℃，此時水的離子積為1012，HA若為強酸，最后應為pH=6，現pH=5，說明HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續電離出H＋

（5）小于（1分） B＋＋H2OBOH＋H＋

【解析】（1）升高溫度時，促進水的電離，水的離子積也增大，水中氫離子濃度、氫氧根離子濃度都增大，水的pH減小，但溶液仍然呈中性。因此結合圖像中A、B曲線變化情況及氫離子濃度、氫氧根離子濃度判斷25 ℃時水的電離平衡曲線應為A，理由為水的電離是吸熱過程，升高溫度，使水的電離程度增大。

（2）25 ℃時所得混合溶液的pH=7，即酸堿恰好中和。現pH(堿)＋pH(酸)=9＋4=13，說明酸比堿濃10倍，所以堿的體積必是酸的10倍。

（3）要注意的是95 ℃時，水的離子積為1012，即酸、堿濃度相等時pH(酸)＋pH(堿)=12。現強堿的濃度是強酸的100倍，所以pH(酸)＋pH(堿)=14，即a＋b=14。

（4）曲線B對應95 ℃，此時水的離子積為1012，HA若為強酸，最后應為pH=6，現pH=5，說明HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續電離出H＋

（5）在曲線A中，水的離子積為107×107=1014。pH=2的HCl中c(H＋)=102 mol/L，pH=11的某BOH溶液中c(OH)=103mol/L，因c(H＋)>c(OH)，故在鹽酸中水的電離受到的抑制作用比較大，α1小于α2。