Question

已知水在25℃和95℃時，其電離平衡曲線如圖所示：
（1）25℃時，將pH=9的NaOH溶液與pH=4的H₂SO₄溶液混合，若所得混合溶液的pH=7，則NaOH溶液與H₂SO₄溶液的體積比為

 

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（2）95℃時，若pH=a的某強酸溶液與pH=b的某強堿溶液等體積混合后溶液呈中性，則a與b應(yīng)滿足的關(guān)系是

 

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（3）曲線B對應(yīng)溫度下，pH=2的某酸HA溶液和pH=10的NaOH溶液等體積混合后，混合溶液的pH=5．請分析其原因：

 

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Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關(guān)ph的計算

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）根據(jù)溶液的pH計算出溶液中氫離子、氫氧根離子濃度，再列式計算出氫氧化鈉溶液和硫酸溶液的體積；
（2）酸、堿都是強電解質(zhì)，溶液呈中性說明氫離子和氫氧根離子的物質(zhì)的量相等；
（3）根據(jù)曲線B對應(yīng)溫度下pH=5，說明溶液顯示酸性，反應(yīng)后氫離子過量分析．

解答： 解：（1）中25℃時所得混合溶液的pH=7，溶液呈中性即酸堿恰好中和，即n（OH^-）=n（H⁺），則V（NaOH）?10^-5 mol?L^-1=V（H₂SO₄）?10^-4 mol?L^-1，得V（NaOH）：V（H₂SO₄）=10：1，故答案為：10：1；
（2）要注意的是95°C時，水的離子積為10^-12，即酸、堿濃度相等時pH（酸）+pH（堿）=12，即a+b=12，故答案為：a+b=12（或10^-a=10^b-12）；
（3）在曲線B對應(yīng)溫度下，因pH（酸）+pH（堿）=12，可得酸堿兩溶液中c（H⁺）=c（OH^-），如是強酸堿，兩溶液等體積混合后溶液呈中性；現(xiàn)混合溶液的pH=5，即等體積混合后溶液顯酸性，說明H⁺與OH^-完全反應(yīng)后又有新的H⁺產(chǎn)生，酸過量，所以酸HA是弱酸，
故答案為：曲線B對應(yīng)95℃，此時水的離子積為10^-12，HA為弱酸，HA中和NaOH后，混合溶液中還剩余較多的HA分子，可繼續(xù)電離出H⁺，使溶液pH=5．

點評：本題考查了水的電離、水的離子積及溶液pH的簡單計算，題目難度中等，解題關(guān)鍵是在搞清楚溫度對水電離平衡、水的離子積和溶液pH的影響．