Question

（15分）已知某温度下，K_W=1×10^－13。A为酸溶液，其pH=a；B为碱溶液，其pH=b。
（1）若A为强酸，B为强碱，且a+b=13，两者等体积混合后，溶液的pH=________；若此时溶液中碱的阳离子浓度大于酸根阴离子浓度，其原因可能是（用文字表述）_____________________。
（2）若A为强酸，B为强碱，二者按体积比为1:10混合后溶液显中性，则a+b=____。
（3）若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且a+b=13，两者等体积混合后溶液显碱性。则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该水解反应的离子方程式为_________________________________。
（4）在（3）的混合溶液中，微粒浓度大小关系一定正确的是___________（填序号）。
①c（MOH）＞c（M⁺）＞C（R^－）＞c（H⁺）＞c（OH^－） 
②c（HR）＞c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺）
③c（R^－）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^－）          
④c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺）
⑤c（M⁺）+ c（H⁺）=c（R^－）+c（OH^－）            
⑥c（MOH）=c（H⁺）－c（OH^－）

Answer 1

（1）6．5（3分）  酸不是一元强酸（3分）
（2）12（3分）
（3）M⁺+H₂OMOH+H⁺（3分）
（4）④⑤（3分）

解答该题须知：①25℃时，pH之和为14的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性（原因是：二者反应后，弱者有大量剩余，所以弱者电离显性）。可将此规律迁移到该题中。②由于题给温度下K_W=1×10^－13，故中性溶液的pH=6.5。
（1）将25℃的规律迁移过来，即可得出题给温度下的一个结论：pH之和为13的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性。本题中“A为强酸，B为强碱”，故混合溶液呈中性，pH=6.5。
由于溶液呈中性，故c（H⁺）=c（OH^－）。若A为一元酸，B为一元碱，结合电荷守恒可知，酸的阴离子浓度等于碱的阳离子浓度。若酸是n（n≠1）元强酸而碱为一元强碱，则其电荷守恒关系式中，碱的阳离子浓度等于酸的阴离子浓度的n倍，所以碱的阳离子浓度大于酸的阴离子浓度。
（2）设酸、碱溶液的体积分别是1L、10L，根据题意可得：10^－amol/L×1L=10^b－13mol/L×10L，整理得：a+b=12。
（3）由于混合溶液呈碱性，根据“pH之和为13的酸、碱溶液等体积混合，谁弱显谁性，无弱显中性”可判断MOH一定是弱碱，则M⁺离子一定能发生水解。需要注意的是：HR是强酸还是弱酸无法确定，只能判断出HR一定比MOH强。
（4）易判断⑤是正确的电荷守恒关系式。
由于溶液呈碱性，故c（OH^－）＞c（H⁺），排除①、③。
根据c（OH^－）＞c（H⁺）和c（M⁺）+c（H⁺）=c（R^－）+c（OH^－）可得c（M⁺）＞c（R^－）。由于OH^－和H⁺均来自于弱电解质的电离，其浓度应该很小，故c（M⁺）＞c（R^－）＞c（OH^－）＞c（H⁺），即④正确。
若HR是强酸，此时溶液中不再有HR分子，此时②即是错误的。
由于（3）的混合溶液中MOH有大量剩余，即c（MOH）＞0，若⑥正确，则c（H⁺）＞c（OH^－），这与题意“溶液呈碱性”不符，故⑥是错误的。