Question

【題目】已知水的電離平衡曲線如圖示，試回答下列問題：

（1）圖中五點Kw間的關系是_________。

（2）若從A點到D點，可采用的措施是_________。

A 升溫 B 加入少量的鹽酸 C 加入少量的NH4Cl

（3）B對應溫度下，將pH=11的苛性鈉溶液V1 L與0.05mol/L的稀硫酸V2L 混合（設混合前后溶液的體積不變），所得混合溶液的pH=2，則 V1∶V2=________________。

（4）常溫下，將V mL、0.1000mol·L-1氫氧化鈉溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol·L-1醋酸溶液中充分反應。請回答下列問題（忽略溶液體積的變化）

①如果溶液pH=7，此時V的取值___________20.00（填“>”“<”或“＝”）。而溶液 中c(Na+)、c(CH3COO-)、c(H+)、c(OH-)的大小關系為___________。

②如果V=40.00，則此時溶液中c(OH-)-c(H+)-c(CH3COOH)=________mol·L-1（填數據）

（5）在0.10 mol·L-1硫酸銅溶液中加入氫氧化鈉稀溶液充分攪拌，有淺藍色氫氧化銅沉淀生成，當溶液的pH＝8時，c(Cu2+)＝____________mol·L-1。（Ksp[Cu(OH)2]＝2.2×10-20）

Answer 1

【答案】E=A=D＜C＜B BC 9:11 ＜ c（Na+）=c（CH3COO-）＞c（H+）=c（OH-） 0.033或1/30 2.2×10–8

【解析】

(1)水的離子積常數只與溫度有關，溫度越高，離子積常數越大；

(2)從A點到D點c(H+)變大，c(OH-)變小，但Kw不變；

(3)該溫度下水的離子積為Kw=1×10-12，酸和堿混合，0.05mol/L的稀硫酸溶液中氫離子濃度為1mol/L，若所得混合液的pH=2，則酸過量，根據c(H+)=計算，列式計算pH，可計算體積比；

(4)①溶液的酸堿性是根據溶液中H+濃度與OH-濃度的相對大小判斷的，只要溶液中c(H+)=c(OH-)，溶液就呈中性，CH3COOH是弱電解質，電離程度不大，NaOH是強電解質，完全電離，反應生成的乙酸鈉是強堿弱酸鹽水解呈堿性，需溶液呈中性，需少加堿；根據溶液呈中性pH=7，c(H+)=c(OH-)結合電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)進行解答；

②根據電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)，物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO-)+c(CH3COOH)]進行解答；

(5)根據溶度積常數及溶液中氫氧根離子濃度計算出c(Cu2+)；

(1)水的離子積常數只與溫度有關，溫度越高，離子積常數越大，同一曲線是相同溫度，根據圖知，溫度高低點順序是B>C>A=D=E，所以離子積常數大小順序是B>C>A=D=E；

(2)在A點時，c(H+)=c(OH)，溶液顯中性,而到D點c(H+)變大，c(OH)變小，溶液顯酸性，即由A點到D點，溶液由中性變為酸性，但Kw不變。

A．升高溫度，Kw變大，故A錯誤；

B．加入HCl，則溶液顯酸性，故B正確；

C．加入氯化銨，水解顯酸性，且Kw不變，故C正確；

故答案為：BC；

(3)該溫度下水的離子積為Kw=1×1012，將pH=11的苛性鈉中氫氧根離子濃度為：c(OH)=mol/L=0.1mol/L，0.05mol/L的稀硫酸溶液中氫離子濃度為1mol/L，pH=2的溶液中氫離子濃度為0.01mol/L，則混合液中滿足：0.1mol/L×V20.1mol/L×V1=0.01mol/L×(V1+V2)，整理可得：V1:V2=9:11；

(4)①CH3COOH是弱電解質，電離程度不大，NaOH是強電解質，完全電離，反應生成的乙酸鈉是強堿弱酸鹽，水解呈堿性，需溶液呈中性pH=7，需少加堿，所以常溫下，將VmL、0.1000molL1氫氧化鈉溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000molL1醋酸溶液中，充分反應，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c(H+)=c(OH)；根據電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO)+c(OH)，c(H+)=c(OH)，溶液中的溶質為乙酸鈉溶液，水的電離是微弱的，所以c(Na+)=c(CH3COO)＞c(H+)=c(OH)；

②根據電荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO)+c(OH)，物料守恒c(Na+)=2[c(CH3COO)+c(CH3COOH)]，得到c(H+)+c(CH3COO)+2c(CH3COOH)=c(OH)，則c(OH)c(H+)c(CH3COOH)=c(CH3COO)+c(CH3COOH)，反應后溶液的體積變為60mL，則c(CH3COO)+c3COOH)═0.1000mol/L×20ml/60ml=0.033mol/L；

(5)根據題給Cu(OH)2的溶度積即可確定pH=8時，c(OH-)=10-6mol/L，Ksp[Cu(OH)2]=2.2×10-20，則：c(Cu2+)==2.2×10-8molL-1。