Question

在25℃時，純水的電離度為α₁，pH=3的醋酸中水的電離度為α₂，pH=11的氫氧化鈉溶液中水的電離度為α₃．若將上述醋酸溶液和氫氧化鈉溶液按一定體積混合，使他們恰好完全反應，反應后所得溶液中水的電離度為α₄，則下列關系正確的是（　　）

A．α₂=α₃＜α₁＜α₄

B．α₃＜α₂＜α₁＜α₄

C．α₁＜α₃＜α₂＜α₄

D．α₂=α₃＜α₄＜α₁

Answer 1

分析：C（H⁺）?C（OH^-）=Kw，純水溶液中氫離子濃度始終等于氫氧根離子濃度，溫度不變，水的離子積常數不變．
在25℃時，純水的電離度為α₁，水電離出的c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol?L^-1；
pH=3的醋酸中C（H⁺）=10^-3mol/L，水的電離，根據Kw=C（H⁺）?C（OH^-）=10^-14，求得水電離出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，水的電離度為α₂；
pH=11的氫氧化鈉溶液中C（H⁺）=10^-11mol/L，水電離出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，水的電離度為α₃；
pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉按一定體積混合，CH₃COOH+NaOH═CH₃COONa+H₂O，酸堿中和反應放熱，促進水的電離，生成的鹽為強堿弱酸鹽，水解促進水的電離，所得溶液中水的電離度為α₄，據此分析解答．

解答：解：在25℃時，純水中H₂O?H⁺+OH^-，Kw=C（H⁺）?C（OH^-）=10^-14，所以水電離出的c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-7mol?L^-1，純水的電離度為α₁；
pH=3的醋酸中C（H⁺）=10^-3mol/L，水的電離，根據Kw=C（H⁺）?C（OH^-）=10^-14，所以溶液中C（OH^-）=

Kw

C(H+)

=

10-14

10-3

mol/L=10^-11mol/L，溶液中C（OH^-）來自于水的電離，水電離出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，pH=3的醋酸中水的電離度為α₂，α₂＜α₁；
pH=11的氫氧化鈉溶液中C（H⁺）=10^-11mol/L，溶液中C（H⁺）來自于水的電離，水電離出的C（H⁺）=C（OH^-）=10^-11mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中水的電離度為α₃，α₂=α₃＜α₁；
醋酸為弱電解質，pH=3的醋酸和pH=11的氫氧化鈉按一定體積混合，使他們恰好完全反應，CH₃COOH+NaOH═CH₃COONa+H₂O，酸堿中和反應放熱，由于水的電離是吸熱過程，溫度升高，促進水的電離，平衡向著正向移動，生成的鹽為強堿弱酸鹽，水解促進水的電離，所以反應后所得溶液中水的電離度為α₄＞α₁，
故選A．

點評：本題主要考查了水的電離平衡的影響因素，注意Kw，溫度升高可以促進水電離Kw增大，本題難度不大．