(3)1∶9
13.下表是不同温度下水的离子积数据:
温度/℃ 水的离子积KW
试回答以下问题:
(1)25 ℃下,某Na2SO4溶液中c(SO4)=5×10 mol·L,取该溶液1 mL加水稀释至10 mL,则稀释后溶液中c(Na)∶c(OH)=________。
(2)在t2 ℃下pH=10的NaOH溶液中,水电离产生的OH浓度为________。
(3)t ℃下,将pH=11的NaOH溶液V1 L与pH=1的稀硫酸V2 L混合(设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和),所得混合溶液的pH=2,则V1∶V2=________。
解析:(1)c(SO4)=5×10 mol·L,则
--3-1
c(Na+)=2c(SO24)=1×10 mol·L,
2-
-4
-1
-
+
-2-
-4
-1
25 1×10-14t 1×10-12 稀释10倍,则c(Na)=1×10 mol·L。25 ℃时Na2SO4溶液中c(OH)=1×10 mol·L
-1
+-4-1--7
,稀释10倍后仍然为1×10 mol·L,则c(Na)∶c(OH)=10∶1。 (2)pH=10的NaOH溶液c(H)=10
+
-+
-10
-7-1+-3
mol·L,NaOH溶液中c(H)来自水的电离,水
-1+
电离出H的同时也电离出等量的OH。
(3)t ℃时,pH=2,说明溶液为酸性,酸过量。
t ℃时,pH=11的NaOH溶液,c(OH-)=0.1 mol·L-1,
0.1 mol·L×V2 L-0.1 mol·L×V1 L-1
=0.01 mol·L
V1 L+V2 L
-1
-1
V19
9V2=11V1,=。
V211
答案:(1)1000∶1 (2)1×10
-10
mol·L
-1
(3)9∶11
14.(2015·杭州中学测试)已知水在25℃和95℃时,其电离平衡曲线如图所示。
(1)25℃时水的电离平衡曲线应为________(填“A”或“B”),请说明理由________________________________________________________________________。
(2)25℃时,将pH=9的NaOH溶液与pH=4的H2SO4溶液混合,若所得混合溶液的pH=7,则NaOH溶液与H2SO4溶液的体积比为________。
6
(3)95℃时,若100体积pH1=a的某强酸溶液与1体积pH2=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性,则混合前,该强酸的pH1与强碱的pH2之间应满足的关系是________。
(3)曲线B所对应的温度下,pH=2的某HA溶液和pH=10的NaOH溶液等体积混合后,混合溶液的pH=5。请分析其原因:________________。
解析:(1)当温度升高时,促进水的电离,水的离子积增大,水中H浓度、OH浓度都增大,水的pH减小,但溶液仍然呈中性。因此结合图像中A、B曲线变化情况及H浓度、OH浓度可以判断,25 ℃时水的电离平衡曲线应为A,理由为水的电离是吸热过程,升高温度,水的电离程度增大。
(2)25 ℃时所得混合溶液的pH=7,溶液呈中性,即酸碱恰好中和,n(OH)=n(H),则V(NaOH)·10 mol·L=V(H2SO4)·10 mol·L,得V(NaOH)∶V(H2SO4)=10∶1。
(3)要注意95 ℃时,水的离子积为10
-12
-5
-1
-4
-1
-
+
-
+
+
-
,即等体积强酸强碱反应至中性时pH(酸)+
-
pH(碱)=12,根据95 ℃时,混合后溶液呈中性,pH2=b的某强碱溶液中c(OH)=10则有100×10=1×10
-ab-12
mol/L,
b-12
,即b
-a+2
=10
b-12
,所以有以下关系:a+b=14或pH1+pH2=14。
+
-
(4)在曲线B对应温度下,因pH(酸)+pH(碱)=12,可得酸碱两溶液中c(H)=c(OH),如果是强酸、强碱,两溶液等体积混合后,溶液应呈中性;现混合溶液的pH=5,即等体积混合后溶液显酸性,说明酸过量,所以酸HA是弱酸。
答案:(1)A 水的电离是吸热过程,温度低时,电离程度较小,c(H)、c(OH)较小 (2)10∶1 (3)pH1+pH2=14
(4)曲线B对应95 ℃,此时水的离子积为10
+
-12
+
-
,HA为弱酸,HA中和NaOH后,混合溶
液中还剩余较多的HA分子,可继续电离出H,使溶液pH=5
7