Question

10．已知水在25℃和95℃時(shí)，其電離平衡曲線如圖所示．
（1）95℃時(shí)水的電離平衡曲線應(yīng)為B（填“A”或“B”），理由是水電離需要吸熱，溫度越高K_W越大．
（2）曲線A所對(duì)應(yīng)的溫度下，pH=2的HCl溶液和pH=12的某BOH溶液中，若水的電離程度分別用α₁、α₂表示，則α₁等于α₂（填“大于”、“小于”、“等于”或“無法確定”，下同），若將二者等體積混合，則混合溶液的pH＞或=7．
（3）在曲線B所對(duì)應(yīng)的溫度下，將0.02mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液與等物質(zhì)的量濃度的NaHSO₄溶液等體積混合，所得混合液的pH=10．

Answer 1

分析 （1）水的電離是吸熱過程，升高溫度促進(jìn)水電離，導(dǎo)致水中c（H⁺）、c（OH^-）都增大；
（2）水中氫離子、堿中氫氧根離子濃度越大，水的電離程度越小；恰好反應(yīng)后溶液顯示中性或堿性；
（3）根據(jù)圖象判斷該溫度下水的離子積，然后計(jì)算出混合液中氫氧根離子濃度，再結(jié)合該溫度下水的離子積計(jì)算出所帶溶液中氫離子濃度及溶液的pH．

解答 解：（1）水的電離是吸熱過程，升高溫度，使水的電離程度增大，當(dāng)溫度升高時(shí)，促進(jìn)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，水的pH減小，但溶液仍然呈中性，故答案為：B；水電離需要吸熱，溫度越高K_W越大；
（2）在曲線A中，水的離子積為10^-7×10^-7=10^-14，pH=2的HCl中c（H⁺）=10^-2mol/L，pH=12的某BOH溶液中c（OH^-）=10^-2mol/L，因c（H⁺）=c（OH^-），故：α₁=α₂；pH=2的HCl中c（H⁺）=10^-2mol/L，pH=12的某BOH溶液中c（OH^-）=10^-2mol/L，如果BOH是強(qiáng)堿，則二者等體積混合，此時(shí)恰好完全反應(yīng)，所以pH=7，假設(shè)BOH是弱堿，則BOH的濃度會(huì)大于0.01mol/L，此時(shí)生成BCl，水解呈酸性，剩余的部分堿電離呈堿性，兩者不知是以誰為主，所以無法確定酸堿性，
故答案為：等于；無法判斷；
（3）在曲線B中，水的離子積為：10^-6×10^-6=10^-12，0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.04mol/L，NaHSO₄溶液的濃度為0.02mol/L，c（H⁺）=0.02mol/L，當(dāng)二者等體積混合后，溶液中的c（OH^-）=$\frac{0.04mol/L-0.02mol/L}{2}$=0.01mol/L，則c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.01}$=10^-10mol/L，該溶液的pH=10，故答案為：10．

點(diǎn)評(píng) 本題考查水的電離和酸、堿混合的pH計(jì)算問題，難度較大，注意溫度不同而使水的離子積常數(shù)不同是解本題的關(guān)鍵．（3）為易錯(cuò)點(diǎn)，需要明確該溫度下水的離子積為10^-6×10^-6=10^-12，試題充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及化學(xué)計(jì)算能力．