Question

8．（1）某温度（t℃）时，水的离子积为K_W=1×10^-13，则该温度（填“大于”、“小于”或“等于”）大于25℃．若将此温度下pH=11的苛性钠溶液a L与pH=1的稀硫酸b L混合（设混合后溶液体积的微小变化忽略不计），试通过计算填写以下不同情况时两种溶液的体积比：
①若所得混合液为中性，则a：b=10：1．
②若所得混合液的pH=2，则a：b=9：2．
（2）常温下，0.1mol•L^-1HA溶液中，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10⁸．现取0.1mol•L^-1HA溶液与PH=13的NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化）．混合后溶液呈碱性（填“酸”“碱”或“中”），该混合溶液中由水电离出的c（H⁺）大于0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺）（填“大于”﹑“小于”或“等于”）．
（3）已知NaB水溶液呈碱性，常温下将0.10mol NaB和0.05mol HCI溶于水，得到1L溶液．
①已知该混合溶液为弱酸性，则溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②向上述混合液中再加入0.03mol NaOH，溶液中n（B^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=0.08 mol．

Answer 1

分析 （1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离；该温度下，pH=11的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液呈中性，则n（OH^-）=c（H⁺）；
如果混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$；
（2）含有弱根离子的盐能促进水电离，酸或碱能抑制水电离，据此解答即可；
（3）①NaA水溶液呈碱性，说明A^-离子水解，HA是弱酸，常温下将0.10molNaA和0.05molHCl溶于水，发生反应，NaA+HCl=NaCl+HA，依据定量计算得到溶液中含有0.05molNaA，得0.05molHA，0.05molNaCl；得到pH＜7的溶液，说明溶液呈酸性，同浓度溶液中HA电离大于A^-离子的水解；依据溶液中电荷守恒，电荷守恒，酸碱性分别计算分析判断；
②根据电荷守恒可得n（A^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=c（Na⁺）-c（Cl^-），然后根据钠离子、氯离子总物质的量进行计算．

解答 解：（1）水的电离是吸热反应，升高温度促进水电离，t℃时水的离子积为1×10^-13＞1×10^-14，则该温度大于25℃；
该温度下，pH=11的NaOH溶液中c（NaOH）=c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-11}}$mol/L=0.01mol/L，pH=1的稀硫酸中c（H⁺）=0.1mol/L，如果混合溶液呈中性，则n（OH^-）=c（H⁺），所以0.01mol/L×aL=0.1mol/L×bL，a：b=10：1；
如果混合溶液pH=2，则混合溶液中c（H⁺）=0.01mol/L，c（H⁺）=$\frac{c（{H}^{+}）V（{H}^{+}）-c（O{H}^{-}）V（O{H}^{-}）}{V（{H}^{+}）+V（O{H}^{-}）}$=$\frac{0.1mol/L×bL-0.01mol/L×aL}{aL+bL}$=0.01mol/L，a：b=9：2，
故答案为：大于； ①10：1  ②9：2；
（2）0.1mol•L^-1HA溶液中，$\frac{c（{H}^{+}）}{c（O{H}^{-}）}$=10⁸，c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，解得c（H⁺）=10^-3＜10^-1，那么HA为弱酸，取0.1mol•L^-1HA溶液与PH=13的NaOH溶液等体积混合，此时溶液恰好为NaA，为强碱弱酸盐，水解呈碱性；含有弱根离子能促进水电离，氢氧化钠是强碱能抑制水电离，所以混合溶液中由水电离出的c（H⁺）＞0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺），故答案为：碱； 大于；  
（3）①常温下将0.10mol NaB和0.05mol HCl溶于水，得到1L溶液，得到的溶液中含有0.05molNaB、0.05molHB、0.05molNaCl；溶液的pH＜7，说明溶液呈酸性，同浓度溶液中HB电离大于B^-离子的水解，c（B^-）＞c（Cl^-）、c（H⁺）＞c（OH^-），则溶液中离子浓度大小为c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
②根据混合液中电荷守恒可得：n（A^-）+n（OH^-）+c（Cl^-）=c（Na⁺）+n（H⁺），则n（A^-）+n（OH^-）-n（H⁺）=c（Na⁺）-c（Cl^-）=0.03mol+0.10nol-0.05mol=0.08mol，故答案为：0.08．

点评 本题考查了弱电解质的电离及其影响、溶液中离子浓度大小比较，题目难度中等，注意掌握影响弱电解质的电离平衡的因素，能够根据电荷守恒、物料守恒、盐的水解判断溶液中各离子浓度大小，试题培养了学生灵活应用所学知识的能力．