Question

19．某溫度（t℃）時，水的離子積K_w=1×10^-12，則該溫度（填大于、小于或等于）大于25℃．在此溫度下，將pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL與pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假設混合后溶液體積等于混合前兩溶液體積之和，所得固體體積忽略不計）
（1）若所得混合液為中性，且a=10，b=1，則V_a：V_b=10：1，生成沉淀的質量為165V_a（或11.65V_b）．（最終結果可用含V_a、V_b的表達式來表示）
（2）若所得混合液的pH=2，且a=10，b=1，則V_a：V_b=9：2．

Answer 1

分析 常溫下，水的離子積K_w=1×10^-14，水的電離吸熱，溫度越高，水的電離程度越大，則水的離子積常數越大；
pH=b的H₂SO₄溶液中c（H+）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
在此溫度下，將pH=a的Ba（OH）₂溶液V_aL與pH=b的H₂SO₄溶液V_bL混合：（假設混合后溶液體積等于混合前兩溶液體積之和，所得固體體積忽略不計）
（1）若所得混合液為中性，說明酸和堿恰好反應生成鹽；
（2）若所得混合液的pH=2，根據混合溶液中氫離子濃度計算酸堿體積之比．

解答 解：溫度越高，水的電離程度越大，則水的離子積常數越大，某溫度（t℃）時，水的離子積K_w=1×10^-12＞10^-14，
故答案為：大于；
（1）pH=b的H₂SO₄溶液中c（H⁺）=10^-bmol/L，pH=a的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10 ^a-12mol/L，
若所得混合液為中性，則酸和堿恰好中和，a=10，b=1，10^-1mol/L×V_bL=10^10-12mol/L×V_aL
則V_a：V_b=10：1，二者恰好反應生成硫酸鋇和水，根據硫酸根離子守恒或鋇離子守恒得硫酸鋇的質量=0.5×10^-2mol/L×V_aL×233g/mol=1.165V_ag或0.5×10^-1mol/L×V_bL×233g/mol=11.65V_bg，
故答案為：10：1；1.165V_a或11.65V_b；
（2）若所得混合液的pH=2，10^-2mol/L=$\frac{1{0}^{-1}×{V}_{b}-1{0}^{-2}{V}_{a}}{{V}_{a}+{V}_{b}}$mol/L，則V_a：V_b=9：2，
故答案為：9：2．

點評 本題考查了離子濃度大小的比較、酸堿混合溶液定性判斷，明確濃度與pH的換算、根據酸堿混合溶液中溶液酸堿性確定酸堿體積之比，題目難度中等．