Question

6．已知水在25℃和95℃时，其电离平衡曲线如图所示．
（1）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10：1．
（2）95℃时，若100体积pH=a的某强酸溶液与1体积pH=b的某强碱溶液混合后溶液呈中性，则a与b之间应满足的关系是a+b=14．
（3）在曲线B所对应的温度下，将0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液与等物质的量浓度的NaHSO₄溶液等体积混合，所得混合液的pH=10．

Answer 1

分析 （1）先根据温度和混合溶液pH大小确定溶液的酸碱性，根据溶液的pH计算酸和碱的体积之比；
（2）酸、碱都是强电解质，溶液呈中性说明氢离子和氢氧根离子的物质的量相等，结合水的离子积常数确定强酸的pH₁与强碱的pH₂之间应满足的关系；
（3）根据图象判断该温度下水的离子积，然后计算出混合液中氢氧根离子浓度，再结合该温度下水的离子积计算出所带溶液中氢离子浓度及溶液的pH．

解答 解：（1）25°C时纯水的pH=6，混合溶液的pH=7，说明酸、碱混合呈中性，pH=9的NaOH溶液c（OH^-）=10^-5 mol/L，pH=4的H₂SO₄溶液（H⁺）=10^-4mol/L，
设酸的体积为x，碱的体积为y，10^-5 mol/L×y=10^-4mol/L×x，y：x=10：1；
故答案为：10：1；
（2）95℃时，pH₁=a的某强酸溶液中C（H⁺）=10^-amol/L，pH₂=b的某强碱溶液c（OH^-）=10^b-12mol/L，溶液呈中性，则酸中氢离子的物质的量应等于碱中氢氧根离子的物质的量，则：100×10^-a=1×10^b-12，整理可得：a+b=14，
故答案为：a+b=14；
（3）在曲线B中，水的离子积为：10^-6×10^-6=10^-12，0.02mol/L的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=0.04mol/L，NaHSO₄溶液的浓度为0.02mol/L，c（H⁺）=0.02mol/L，当二者等体积混合后，溶液中的c（OH^-）=$\frac{0.04mol/L-0.02mol/L}{2}$=0.01mol/L，则c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-12}}{0.01}$=10^-10mol/L，该溶液的pH=10，
故答案为：10．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算，题目难度较大，明确溶液酸碱性与溶液pH的关系为解答关键，（2）为易错点，需要明确该温度下水的离子积为10^-6×10^-6=10^-12，试题充分考查了学生的分析、理解能力及化学计算能力．