Question

（15分）已知某溫度下，K_W=1×10^－13。A為酸溶液，其pH=a；B為堿溶液，其pH=b。
（1）若A為強酸，B為強堿，且a+b=13，兩者等體積混合后，溶液的pH=________；若此時溶液中堿的陽離子濃度大于酸根陰離子濃度，其原因可能是（用文字表述）_____________________。
（2）若A為強酸，B為強堿，二者按體積比為1:10混合后溶液顯中性，則a+b=____。
（3）若A的化學式為HR，B的化學式為MOH，且a+b=13，兩者等體積混合后溶液顯堿性。則混合溶液中必定有一種離子能發生水解，該水解反應的離子方程式為_________________________________。
（4）在（3）的混合溶液中，微粒濃度大小關系一定正確的是___________（填序號）。
①c（MOH）＞c（M⁺）＞C（R^－）＞c（H⁺）＞c（OH^－） 
②c（HR）＞c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺）
③c（R^－）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^－）          
④c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺）
⑤c（M⁺）+ c（H⁺）=c（R^－）+c（OH^－）            
⑥c（MOH）=c（H⁺）－c（OH^－）

Answer 1

（1）6．5（3分）  酸不是一元強酸（3分）
（2）12（3分）
（3）M⁺+H₂OMOH+H⁺（3分）
（4）④⑤（3分）

解答該題須知：①25℃時，pH之和為14的酸、堿溶液等體積混合，誰弱顯誰性，無弱顯中性（原因是：二者反應后，弱者有大量剩余，所以弱者電離顯性）。可將此規律遷移到該題中。②由于題給溫度下K_W=1×10^－13，故中性溶液的pH=6.5。
（1）將25℃的規律遷移過來，即可得出題給溫度下的一個結論：pH之和為13的酸、堿溶液等體積混合，誰弱顯誰性，無弱顯中性。本題中“A為強酸，B為強堿”，故混合溶液呈中性，pH=6.5。
由于溶液呈中性，故c（H⁺）=c（OH^－）。若A為一元酸，B為一元堿，結合電荷守恒可知，酸的陰離子濃度等于堿的陽離子濃度。若酸是n（n≠1）元強酸而堿為一元強堿，則其電荷守恒關系式中，堿的陽離子濃度等于酸的陰離子濃度的n倍，所以堿的陽離子濃度大于酸的陰離子濃度。
（2）設酸、堿溶液的體積分別是1L、10L，根據題意可得：10^－amol/L×1L=10^b－13mol/L×10L，整理得：a+b=12。
（3）由于混合溶液呈堿性，根據“pH之和為13的酸、堿溶液等體積混合，誰弱顯誰性，無弱顯中性”可判斷MOH一定是弱堿，則M⁺離子一定能發生水解。需要注意的是：HR是強酸還是弱酸無法確定，只能判斷出HR一定比MOH強。
（4）易判斷⑤是正確的電荷守恒關系式。
由于溶液呈堿性，故c（OH^－）＞c（H⁺），排除①、③。
根據c（OH^－）＞c（H⁺）和c（M⁺）+c（H⁺）=c（R^－）+c（OH^－）可得c（M⁺）＞c（R^－）。由于OH^－和H⁺均來自于弱電解質的電離，其濃度應該很小，故c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺），即④正確。
若HR是強酸，此時溶液中不再有HR分子，此時②即是錯誤的。
由于（3）的混合溶液中MOH有大量剩余，即c（MOH）＞0，若⑥正確，則c（H⁺）＞c（OH^－），這與題意“溶液呈堿性”不符，故⑥是錯誤的。