Question

某溫度（t℃）時(shí)，水的離子積為K_W=1×10^-13，則該溫度（填“大于”、“小于”或“等于”）

 

25℃，其理由是

 

．若將此溫度下pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（設(shè)混合后溶液體積的微小變化忽略不計(jì)），試通過計(jì)算填寫以下不同情況時(shí)兩種溶液的體積比：
（1）若所得混合液為中性，則a：b=

 

；此時(shí)溶液中各離子濃度的關(guān)系：

 

．
（2）若所得混合液的pH=2，則a：b=

 

；此時(shí)溶液中各離子濃度的關(guān)系：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：酸堿混合時(shí)的定性判斷及有關(guān)ph的計(jì)算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，則溶液的離子積常數(shù)增大；
（2）若將此溫度（t℃）下，pH=11的苛性鈉溶液a L與pH=1的稀硫酸b L混合，此時(shí)NaOH溶液中c（OH^-）=

10-13

10-11

mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，
①溶液呈中性，說明酸和堿恰好完全反應(yīng)，根據(jù)溶液的酸堿性及電荷守恒確定離子濃度大�。�
②若所得混合液的pH=2，根據(jù)c（H⁺）=V

c(酸)V(酸)-c(堿)V(堿)

V(酸)+V(堿)

計(jì)算酸堿的體積比，根據(jù)溶液的酸堿性及物料守恒判斷離子濃度大�。�

解答： 解：（1）水的電離是吸熱反應(yīng)，升高溫度促進(jìn)水電離，則水的離子積常數(shù)增大，某溫度（T℃）時(shí)，水的離子積常數(shù)K_w=1×10^-13＞10^-14，則該溫度大于25℃，
故答案為：大于；水的電離過程吸熱，該溫度下的Kw比25℃時(shí)大，所以該溫度大于25℃；
（2）NaOH溶液中氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=

10-13

10-11

mol/L=0.01mol/L，稀硫酸溶液中氫離子濃度為：c（H⁺）=0.1mol/L，則：
①若所得混合液為中性，則有：0.01a=0.1b，
解得：a：b=10：1；
混合溶液呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒得：c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ），該溶液為鹽溶液，硫酸根離子濃度大于氫離子濃度，所以離子濃度大小順序是：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案為：10：1； c（Na⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
②若所得混合液的pH=2，則有：

0.1b-0.01a

a+b

=0.01，
解得：a：b=9：2；
溶液呈酸性，則：c（H⁺）＞c（OH^-），
溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，硫酸根離子濃度為：

0.05×2

2+9

mol/L=0.009mol/L，
所以氫離子濃度大于硫酸根離子濃度，根據(jù)物料守恒知，c（SO₄^2-）＞（Na⁺），氫氧根離子濃度最小，
所以離子濃度大小順序?yàn)椋篶（H⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-），
故答案為：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄^2- ）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng)：本題考查酸堿混合的定性判斷，題目難度中等，注意掌握根據(jù)溶液的酸堿性及電荷守恒判斷離子濃度大小的方法，注意（2）中水的離子積常數(shù)是10^-13而不是10^-14，為易錯(cuò)點(diǎn)．