Question

3．水的電離平衡如圖所示．
（1）若A點表示25℃時水的電離平衡狀態，當升高溫度至100℃時水的電離平衡狀態為B點，則此時水的離子積的值為1×10^-12；該溫度下pH均為4的鹽酸和NH₄Cl溶液中由水電離出的c（H⁺）之比為1：10⁴．
（2）將100℃時pH=8的Ba（OH）₂溶液與pH=5的鹽酸混合，并保持100℃的恒溫，欲使混合溶液的pH=7，求Ba（OH）₂溶液與鹽酸的體積比2：9．

Answer 1

分析 （1）K_w=C（H⁺）．C（OH^-），鹽酸溶液中依據離子積常數計算水電離出氫離子濃度，氯化銨溶液中，銨根離子水解溶液顯酸性，溶液PH計算得到水電離出的氫離子濃度；
（2）先根據水的離子積常數計算氫氧化鋇溶液中C（OH^-）、混合溶液中C（OH^-），再根據$\frac{c（O{H}^{-}）V（Ba（OH）_{2}）-c（{H}^{+}）V（HCl）}{V（Ba（OH）_{2}）+V（HCl）}$計算氫氧化鋇和鹽酸的體積之比．

解答 解：（1）25℃時純水中C（H⁺）=C（OH^-）=10^-7 mol/L，K_w=C（H⁺）．C（OH^-）=10^-14 ，當溫度升高到100℃，純水中C（H⁺）=C（OH^-）=10^-6 mol/L，K_w=C（H⁺）．C（OH^-）=10^-12 ，該溫度下pH均為4的鹽酸溶液中水電離出的氫離子濃度=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-4}}$=10^-8mol/L，pH為4的NH₄Cl溶液中由水電離出的c（H⁺）=10^-4mol/L，由水電離出的c（H⁺）之比=10^-8mol/L：10^-4mol/L=1：10⁴，
故答案為：1×10^-12；1：10⁴；
（2）將pH=8的Ba（OH）₂溶液中C（OH^-）=10^-4 mol/L，pH=5的稀鹽酸中C（H⁺）=10^-5 mol/L，設氫氧化鋇的體積為x，鹽酸的體積為y，混合溶液的pH=7，溶液呈堿性，C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$=10^-5 mol/L，C（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}x-1{0}^{-5}y}{x+y}$=10^-5 mol/L，x：y=2：9；
故答案為：2：9．

點評 本題考查了離子積常數的有關計算，注意混合溶液的pH=7時溶液呈堿性而不是中性，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．