Question

(10分) 某溫度(t℃)時，測得0.01 mol/L的NaOH溶液的pH為11，則該溫度下水的K_w＝________，該溫度________25℃(填“大于”“小于”或“等于”)，其理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________.
此溫度下，將pH＝a的NaOH溶液V_a L與pH＝b的H₂SO₄溶液V_b L混合，通過計算填寫以下不同情況時兩溶液的體積比：
(1) 若所得溶液為中性，且a＝12，b＝2，則V_a∶V_b＝____________；
(2) 若所得溶液為中性，且a＋b＝12，則V_a∶V_b＝________；
(3) 若所得溶液的pH＝10，且a＝12，b＝2，則V_a∶V_b＝______________.

Answer 1

10^－13（1分）大于（1分）　水的電離是吸熱的，升溫時水的電離平衡向右移動，K_W增大，因該溫度下的K_W大于25℃時水的K_W，所以該溫度大于25℃（2分）
(1)1∶10 （2分）    (2)10∶1 （2分）    (3)1∶9（2分）

由題意可知， 0.01mol/L的NaOH中[OH]=0.01mol/L。而此狀態下，溶液pH=11，也就是說[H]=1×10^-11mol/L。所以，此狀態下水的Kw=[H] ×[OH]=1×10^-13mol/L。該溫度大于25℃，理由是水的電離是吸熱的，升溫時水的電離平衡向右移動，K_W增大，因該溫度下的K_W大于25℃時水的K_W，所以該溫度大于25℃。
(1)NaOH溶液pH=12，則[H]=1×10^-12，[OH]=Kw/[H]=(1×10^-13)/(1×10^-12)=0.1mol/L。
硫酸溶液pH=2，則[H]=1×10^-2=0.01mol/L。
這樣要想中和為中性，NaOH體積×OH]=硫酸體積×[H]，所以m:n=[H]:[OH]=1:10。
(2)硫酸溶液pH=b，則[H]=1×10^-b。
NaOH溶液pH=12-b，則[H]=1×10^-(12-b)，[OH]=Kw/[H]=(1×10^-13)/(1×10^-(12-b))。
這樣要想中和為中性，NaOH體積×[OH]=硫酸體積×[H]，所以m:n=[H]:[OH]=10:1。
(3)此溫度下將pH=12的NaOH溶液中c（OH^-）=1mol/L，pH=1的H₂SO₄溶液c（H⁺）=0.1mol/L，若所得混合溶液的pH=10，則反應后的溶液的c（OH^-）=

1×10-12

10-10

=0.01（mol/L），
則c（OH^-）=

1mol/L×V1-0.1mol/L× V2

V1+V2

=0.01mol/L，解之得：V₁：V₂=1：9