Question

9．（1）室溫下取0.2mol•L^-1HCl溶液與0.2mol•L^-1 MOH溶液等體積混合（忽略混合后溶液體積的變化），測得混合溶液的pH=6，試回答以下問題：
①混合溶液中水電離出的c（H⁺）＞0.2mol•L^-1 HCl溶液中水電離出的c（H⁺）；（填“＞”、“＜”、或“=”）
②求出混合溶液中下列算式的精確計算結果（填具體數(shù)字）：
c（Cl^-）-c（M⁺）=9.9×10^-7 mol•L^-1  c（H⁺）-c（MOH）=10^-7 mol•L^-1
（2）室溫下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液與0.1mol•L^-1 HCl溶液等體積混合，測得混合溶液的pH＜7，則說明MOH的電離程度＜MCl的水解程度．（填“＞”、“＜”、或“=”），溶液中各離子濃度由大到小的順序為c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（3）已知t℃時，K_w=1×10^-13，則t℃＞25℃（填“＞”、“＜”或“=”）．在t℃時將pH=11的NaOH溶液a L與pH=1的H₂SO₄溶液b L混合（忽略混合后溶液體積的變化），若所得混合溶液的pH=2，則 $\frac{a}$=$\frac{9}{2}$．

Answer 1

分析 （1）①等物質的量濃度等體積的HCl、MOH混合，二者恰好反應生成MCl，MCl為強酸弱堿鹽，陽離子水解導致溶液呈酸性；
酸或堿抑制水電離，含有弱離子的鹽促進水電離；
②任何電解質溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Cl^-）-c（M⁺）=c（H⁺）-c（OH-）；
溶液中存在物料守恒，根據(jù)物料守恒得c（Cl^-）=c（M⁺）+c（MOH），根據(jù)物料守恒和電荷守恒計算c（H⁺）-c（MOH）；     
（2）室溫下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液與0.1mol•L^-1 HCl溶液等體積混合，堿物質的量是酸二倍，則溶液中溶質為MCl、MOH，測得混合溶液的pH＜7，溶液呈酸性，說明MCl水解程度大于MOH電離程度；
混合溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），根據(jù)電荷守恒判斷c（Cl^-）、c（M⁺）相對大小；                               
（3）水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水電離，導致K_w增大；在t℃時將pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，pH=1的硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，混合溶液pH=2，則混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，
混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{（a+b）L}$．

解答 解：（1）①等物質的量濃度等體積的HCl、MOH混合，二者恰好反應生成MCl，MCl為強酸弱堿鹽，陽離子水解導致溶液呈酸性；
酸或堿抑制水電離，含有弱離子的鹽促進水電離，所以混合溶液中水電離出的c（H⁺）＞0.2mol•L^-1 HCl溶液中水電離出的c（H⁺），故答案為：＞；
②任何電解質溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Cl^-）-c（M⁺）=c（H⁺）-c（OH-）=10^-6mol•L^-1-10^-8mol•L^-1=9.9×10^-7mol•L^-1；
溶液中存在物料守恒，根據(jù)物料守恒得c（Cl^-）=c（M⁺）+c（MOH），根據(jù)物料守恒和電荷守恒計算c（H⁺）-c（MOH）=c（OH-）=10^-8mol•L^-1；     
故答案為：9.9×10^-7；10^-8；     
（2）室溫下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液與0.1mol•L^-1 HCl溶液等體積混合，堿物質的量是酸二倍，則溶液中溶質為MCl、MOH，測得混合溶液的pH＜7，溶液呈酸性，說明MCl水解程度大于MOH電離程度；
混合溶液呈酸性，則c（H⁺）＞c（OH^-），根據(jù)電荷守恒得c（Cl^-）＞c（M⁺），鹽類水解較微弱，所以c（M⁺）＞c（H⁺），則溶液中離子濃度大小順序是c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：＜；c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；                                 
（3）水的電離是吸熱反應，升高溫度促進水電離，導致K_w增大，t℃時，K_w=1×10^-13＞1×10^-14，則t℃＞25℃；
在t℃時將pH=11的NaOH溶液中c（OH^-）=0.01mol/L，pH=1的硫酸溶液中c（H⁺）=0.1mol/L，混合溶液pH=2，則混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，
混合溶液中c（H⁺）=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{（a+b）L}$=0.01mol/L，a：b=9：2，
故答案為：＞；$\frac{9}{2}$．

點評 本題考查酸堿混合溶液定性判斷、離子濃度大小比較等知識點，側重考查學生分析判斷能力，注意電荷守恒及物料守恒的靈活運用，水的離子積常數(shù)只與溫度有關，與溶液酸堿性無關，題目難度不大．