Question

7．某溫度（T℃）下的溶液中，c（H⁺）=10^-x mol•L^-1，c（OH^-）=10^-y mol•L^-1，x與y的關系如圖所示，請回答下列問題：
（1）該溫度T＞25℃（填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）在此溫度下，向Ba（OH）₂溶液中逐滴加入pH=a的鹽酸，測得混合溶液的部分pH如表所示．

實驗 序號	Ba（OH）2溶液 的體積/mL	鹽酸的體積/mL	溶液的pH
①	22.00	0.00	9
②	22.00	18.00	b
③	22.00	22.00	6

假設溶液混合前后的體積變化忽略不計，則a=4，實驗②中b=8．
（3）在此溫度下，將10mL 0.1mol•L^-1的Ba（OH）₂溶液分別與5mL 0.1mol•L^-1的NaHSO₄溶液混合，所得溶液的pH為12．如果將等濃度等體積的Ba（OH）₂溶液與NH₄Cl溶液混合，所得溶液中各離子濃度由大到小的排列順序是c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，x=0時，y=13，y=0時，x=13，則有x+y=13，升高溫度水的離子積常數(shù)增大，據(jù)此判斷溫度高低；
（2）c[Ba（OH）₂]=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，③等體積混合時混合溶液pH=6.5，混合溶液呈中性，n（H⁺）=n（OH^-），據(jù)此計算a；
混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}×（0.022-0.018）}{0.022+0.018}$mol/L，pH=-lgc（H⁺）；
（3）混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.1mol/L×2×0.01L-0.1mol/L×0.005L}{0.01L+0.005L}$，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$，pH=-lgc（H⁺）；
如果將等濃度等體積的Ba（OH）₂溶液與NH₄Cl溶液混合，二者物質的量相等，溶質為等物質的量濃度的Ba（OH）₂、NH₃．H₂O、BaCl₂，一水合氨是弱電解質，在水溶液中部分電離，結合電荷守恒判斷離子濃度大�。�

解答 解：（1）由圖象可知，x=0時，y=13，y=0時，x=13，則有x+y=13，則水的離子積常數(shù)=10^-x.10^-y=10^-13＞10^-14，升高溫度水的離子積常數(shù)增大，所以該溫度＞25℃，故答案為：＞；
（2）c[Ba（OH）₂]=$\frac{1}{2}$c（OH^-）=$\frac{1}{2}$×$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-9}}$mol/L=5×10^-5mol/L，③等體積混合時混合溶液pH=6.5，混合溶液呈中性，n（H⁺）=n（OH^-），二者體積相等，則c（H⁺）=c（OH^-）=10^-4mol/L，則a=4；
混合溶液中c（OH^-）=$\frac{1{0}^{-4}×（0.022-0.018）}{0.022+0.018}$mol/L=10^-5mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg$\frac{1{0}^{-13}}{1{0}^{-5}}$=8，
故答案為：4；8；

（3）混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.1mol/L×2×0.01L-0.1mol/L×0.005L}{0.01L+0.005L}$=0.1mol/L，混合溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-13}}{0.1}$mol/L=10^-12mol/L，pH=-lgc（H⁺）=-lg10^-12=12；
如果將等濃度等體積的Ba（OH）₂溶液與NH₄Cl溶液混合，二者物質的量相等，溶質為等物質的量濃度的Ba（OH）₂、NH₃．H₂O、BaCl₂，一水合氨是弱電解質，在水溶液中部分電離，溶液呈堿性，一水合氨、氫氧化鋇和水都電離生成氫氧根離子，所以c（OH^-）最大，根據(jù)物料守恒得c（Ba²⁺）=c（Cl^-），一水合氨電離程度大于水電離程度，所以c（NH₄⁺）＞c（ H⁺），則溶液中離子濃度大小順序是c（ OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（ H⁺），
故答案為：12； c（OH^-）＞c（Ba²⁺）=c（Cl^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．

點評 本題考查酸堿混合溶液定性判斷，為高頻考點，正確判斷溶液離子積常數(shù)、溶液pH計算方法是解本題關鍵，難點是離子濃度大小比較，注意電荷守恒和物料守恒的應用．