Question

12．某温度（t℃）时，水的K_W=1×10^-12，则该温度＞（填“＞”“＜”或“=”）25℃，常温下把pH=3的H₂SO₄溶液和pH=10的NaOH溶液混合后溶液pH=7，则H₂SO₄溶液和NaOH溶液的体积比应是999：101．

Answer 1

分析 某温度（t℃）时，水的离子积常数为1×10^-12，大于常温下水的离子积1×10^-14，水的电离为吸热反应，说明此时温度大于25℃；
K_w=c（OH^-）×c（H⁺），该温度下pH=6时，溶液呈中性；pH=3的H₂SO₄溶液之间c（H⁺）=1×10^-3mol/L，pH=10的NaOH溶液中c（OH^-）=1×10^-2mol/L，要使混合液的pH=7，溶液呈碱性，即氢氧化钠过量，混合溶液中氢氧根离子的物质的量浓度=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，据此列式计算．

解答 解：某温度（t℃）时，水的K_W=1×10^-12＞1×10^-14，由于水的电离为吸热反应，则该温度＞25℃；
该温度下水的离子积常数为1×10^-12，K_w=c（OH^-）×c（H⁺），pH=6时溶液呈中性，
pH=3的H₂SO₄溶液中：c（H⁺）=1×10^-3mol/L，pH=10的NaOH溶液中：c（OH^-）=1×10^-2mol/L，
要使混合液的pH=7，溶液呈碱性，即氢氧化钠过量，混合溶液中氢氧根离子的物质的量浓度为：$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5 mol/L，
设pH=3的H₂SO₄溶液XL和pH=10的NaOH溶液YL混合，混合液的pH=7，氢氧化钠过量，
两种溶液混合后氢氧化钠的物质的量浓度：$\frac{1×1{0}^{-2}×Y-1×1{0}^{-3}×X}{X+Y}$=10^-5mol/L，解得：X：Y=999：101，
故答案为：＞；999：101．

点评 本题考查了混合溶液pH的计算，题目难度不大，注意该题中中性溶液的pH不等于7而是为6，为易错点，能灵活运用水的离子积常数是解本题的关键，试题培养了学生的化学计算能力．