Question

【題目】已知水在25℃和95℃時，其電離平衡曲線如右圖所示：

（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 = 11的NaOH溶液與pH = 4的H2SO4溶液混合，若所得混合溶液的pH = 10，則NaOH溶液與H2SO4溶液的體積比為__________________。

（3）95℃時，若10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，該強酸的pH1與強堿的pH2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：__________________。

Answer 1

【答案】

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

（2）2:9

（3）a+b=13或 pH1 + pH2 = 13

（4）曲線B對應95℃，此時水的離子積為10-12，HA為弱酸，HA和NaOH中和后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續電離出H+,使溶液pH = 5

【解析】

試題分析：

（1）水的電離是吸熱過程，升高溫度，使水的電離程度增大，當溫度升高時，促進水的電離，水的離子積增大，水中氫離子、氫氧根離子濃度都增大，則曲線A為25℃時的電離平衡曲線；

（2）25℃時，pH = 11的NaOH溶液中c(OH－)堿=10-3mol/L，pH = 4的H2SO4溶液中c(H+)酸=10-4mol/L，所得混合溶液的pH = 10，說明酸、堿混合時堿過量溶液呈堿性，混合溶液中c(OH－)混=10-4mol/L，設酸的體積為V(H2SO4)，堿的體積為V(NaOH)，則有：c(OH－)混×[V(H2SO4)+V(NaOH)]=c(OH－)堿×V(NaOH)－c(H+)酸×V(H2SO4)，求解可得：V(NaOH)：V(H2SO4)=2：9；

（3）要注意的是95°C時，水的離子積為10-12，即酸、堿濃度相等時pH（酸）+pH（堿）=12，現強堿的OH-濃度是強酸H+濃度的10倍，所以pH（酸）+pH（堿）=13，即pH1+pH2=13，或a+b=13；

（4）曲線B對應95℃，pH=2的某酸HA中氫離子濃度與pH=10的NaOH溶液中氫氧根離子濃度相等，HA若為強酸，完全反應后pH=6，實際上pH=5，說明酸過量，則該酸為弱酸，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+，導致溶液中氫離子濃度大于氫氧根離子濃度而使溶液呈酸性；故答案為：曲線B對應95℃，此時水的離子積為10-12，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+。