Question

9．已知水的電離平衡曲線如圖所示，試回答下列問題：
（1）圖中A、B、C、D四點的K_W 由大到小的順序B＞C＞A=D．
（2）若從A點到D點，可采用的方法是加入酸或加入水解顯酸性的鹽．
（3）在100℃時，將pH=2的硫酸與pH=12的KOH溶液混合至呈中性，需硫酸和氫氧化鉀的體積比為100：1．

Answer 1

分析 （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）在100℃時，水的離子積為10^-12，故pH=12的KOH溶液中c（H⁺）=10^-12mol/L，則c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-12}}$=1mol/L，pH=2的硫酸中c（H⁺）=10^-2mol/L，設需要的硫酸的體積為xL，KOH的體積為yL，根據溶液混合呈中戲時需有：n（H⁺）=n（OH^-）來分析計算．

解答 解：（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，所以離子積常數大小順序是B＞C＞A=D，故答案為：B＞C＞A=D；
  （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，故可以通過向溶液中加入酸或加入強酸弱堿鹽來實現，故答案為：加入酸或加入水解顯酸性的鹽；
（3）在100℃時，水的離子積為10^-12，故pH=12的KOH溶液中c（H⁺）=10^-12mol/L，則c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-12}}$=1mol/L，pH=2的硫酸中c（H⁺）=10^-2mol/L，設需要的硫酸的體積為xL，KOH的體積為yL，根據溶液混合呈中戲時需有：n（H⁺）=n（OH^-）可知：0.01mol/L×xL=1mol/L×yL，解得$\frac{x}{y}$=100：1，故答案為：100：1．

點評 本題考查酸堿混合的定性判斷和溶液PH的有關計算，題目難度中等，注意酸堿混合時酸堿物質的量的關系以及溶液PH與c（H⁺）、（OH^-）的關系．