Question

18．水的离子积常数K_w与温度t（℃）的关系如图所示：
（1）若t₁=25℃，则K_w1=10^-14；若t₂=100℃时，K_w2=10^-12，则此时
0.05mol•L^-1的Ba （OH）₂溶液的pH=11．
（2）已知常温下，0.1mol•L^-1的H₂A溶液的pH=3，请写出H₂A在水中的电离方程式：H₂A?HA^-+H⁺，HA^-?A^2-+H⁺．
（3）已知25℃时，0.1L 0.1mol•L^-1的NaA溶液的pH=10，则NaA溶液中所存在的平衡有：A^-+H₂O?HA+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-．
溶液中各离子的物质的量浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
（4）100℃时，将pH=11的NaOH溶液与pH=2的硫酸溶液混合，若所得混合溶液pH=9，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为1：9．

Answer 1

分析 （1）在25℃，则K_w=10^-14，根据pH=-lgc（H⁺）计算pH；
（2）H₂A为二元弱酸存在两步电离；
（3）根据0.1L 0.1mo/L的NaA溶液的pH=10判断盐的类型，确定存在的平衡，比较离子浓度的大小；
（3）设出氢氧化钠溶液为x和硫酸溶液的体积为y，根据题中数据列式计算出体积之比．

解答 解：（1）在25℃，则K_w=10^-14，根据pH=-lgc（H⁺）=-lg$\frac{1{0}^{-12}}{0.1}$=11，
故答案为：10^-14；11；
（2）已知常温下，0.1mol•L^-1的H₂A溶液的pH=3，则H₂A为二元弱酸存在两步电离，其电离方程式为：H₂A?HA^-+H⁺，HA^-?A^2-+H⁺；
故答案为：H₂A?HA^-+H⁺，HA^-?A^2-+H⁺；
（3）由于0.1L 0.1mo/L的NaA溶液的pH=10，说明溶液显示碱性，属于强碱弱酸盐，存在平衡A^-+H₂O?HA+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-，故不水解的钠离子浓度大于A^-离子浓度，溶液显碱性，氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，
故答案为：A^-+H₂O?HA+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-；c（Na⁺）＞c（A^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）设氢氧化钠溶液的体积为xL，硫酸溶液的体积为yL，pH=11的NaOH溶液中，氢氧根离子的浓度为：10^-3mol/L，pH=4的硫酸溶液中氢离子浓度为：10^-4mol/L，
二者混合后溶液的pH=9，溶液酸性碱性，溶液中氢氧根离子的浓度为10^-5mol/L，即氢氧化钠过量，即10^-3mol/L×xL-10^-4mol/L×y=10^-5mol/L（x+y），
解得x：y=1：9，
故答案为：1：9．

点评 本题考查了水的电离平衡分析，离子积常数的计算应用，注意离子积是一定温度下的常数，随温度改变，掌握基础是关键，题目难度中等．