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化工总控工初级、中级、高级、技师、高级技师题库
6,910
单选题

900.90℃时水的离子积K=3.8×10-13,该温度时纯水的pH值[ ]。

A
 等于7
B
 小于7
C
 大于7
D
 无法确定

答案解析

正确答案:B

解析:

**解析:** 1. **理解水的离子积常数 ($K_w$) 与温度的关系** 水的电离是一个吸热过程:$\text{H}_2\text{O} \rightleftharpoons \text{H}^+ + \text{OH}^-$。 当温度升高时,平衡向正反应方向移动,导致水中氢离子浓度 $[\text{H}^+]$ 和氢氧根离子浓度 $[\text{OH}^-]$ 同时增大,因此水的离子积常数 $K_w = [\text{H}^+] \cdot [\text{OH}^-]$ 也随之增大。 * 在常温(25℃)下,$K_w = 1.0 \times 10^{-14}$,此时纯水的 $\text{pH} = 7$。 * 题目中给出温度为 90℃,$K_w = 3.8 \times 10^{-13}$。因为 $3.8 \times 10^{-13} > 1.0 \times 10^{-14}$,说明该温度下水的电离程度大于常温。 2. **计算纯水中的 $[\text{H}^+]$** 在纯水中,水电离出的氢离子和氢氧根离子浓度相等,即 $[\text{H}^+] = [\text{OH}^-]$。 根据 $K_w$ 的定义: $$ [\text{H}^+]^2 = K_w = 3.8 \times 10^{-13} $$ $$ [\text{H}^+] = \sqrt{3.8 \times 10^{-13}} = \sqrt{38 \times 10^{-14}} \approx 6.16 \times 10^{-7} \, \text{mol/L} $$ 3. **计算 pH 值并判断范围** $$ \text{pH} = -\lg[\text{H}^+] = -\lg(6.16 \times 10^{-7}) $$ $$ \text{pH} = 7 - \lg(6.16) $$ 因为 $\lg(6.16) > 0$(实际上 $\lg 6.16 \approx 0.79$),所以: $$ \text{pH} \approx 7 - 0.79 = 6.21 $$ 显然,$6.21 < 7$。 4. **结论分析** * 虽然 pH < 7,但此时 $[\text{H}^+] = [\text{OH}^-]$,水仍然呈**中性**。 * pH = 7 仅在 25℃ 左右时代表中性。随着温度升高,中性点的 pH 值会降低。 * 因此,90℃ 时纯水的 pH 值小于 7。 故正确答案为 **B**。

相关知识点:

90℃纯水pH小于7

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