Question

15．下表是不同溫度下水的離子積數據：

溫度/℃	25	t1	t2
水的離子積常數	1×10-14	α	1×10-12

試回答下列問題：
（1）若25＜t₁＜t₂，則t₁℃時純水中c （H⁺）=mol•L^-1．
（2）25℃下，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4 mol•L^-1，取該溶液1mL，加水稀釋至100mL，則稀釋后溶液中c （Na⁺）：c （OH^-）=100：1
（3）t₂℃下，將pH=10的苛性鈉溶液V₁ L與pH=1的稀硫酸V₂ L混合（設混合后溶液的體積為原兩溶液體積之和），所得混合溶液的pH=2，則V₁：V₂=9：2．此溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）水的離子積kw=c（H⁺）•c（OH^-），而純水顯中性c（H⁺）=c（OH^-），據此分析；
（2）硫酸鈉溶液是顯中性的；
（3）混合液的pH=2，酸過量，根據c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{總}}$計算，根據反應后溶液的組成分析各種離子的濃度大小．

解答 解：（1）t₁℃時水的離子積kw=c（H⁺）•c（OH^-），而純水顯中性c（H⁺）=c（OH^-），故c （H⁺）=$\sqrt{a}$，故答案為：$\sqrt{a}$；
（2）25℃時，某Na₂SO₄溶液中c（SO₄^2-）=5×10^-4 mol/L，則溶液中鈉離子濃度是1×10^-3 mol/L．如果稀釋100倍，則鈉離子濃度是1×10^-5 mol/L．但硫酸鈉溶液是顯中性的，所以c（Na⁺）：c（OH^-）=10^-5：10^-7=100：1，故答案為：100：1；
（3）混合液的pH=2，酸過量，c（H⁺）=$\frac{n（{H}^{+}）-n（O{H}^{-}）}{{V}_{總}}$=$\frac{0.01mol/L×{V}_{2}L-0.1mol/L×{V}_{1}L}{（{V}_{1}+{V}_{2}）L}$=0.01，
解之得：$\frac{{V}_{1}}{{V}_{2}}$=9：2，
c（Na⁺）=0.01×9/（9+2）=0.0082mol/L
c（SO₄^2-）=0.05×2/11=0.09mol/L
c（H⁺）=0.01mol/L
硫酸過量溶液顯酸性，則（H⁺）＞c （OH^-），
故溶液中各種離子的濃度由大到小的排列順序是：c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）故答案為：9：2；c（H⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（Na⁺）＞c（OH^-）．

點評 本題考查了水的電離、溶液中離子濃度大小比較以及pH計算，題目難度中等，該題是高考中的常見題型，屬于中等難度的試題；該題的關鍵是明確溶液中幾個重要守恒關系，即電荷守恒、物料守恒和質子守恒．