Question

【題目】完成下列問題：

(1)25℃時有下列4種溶液：

A.0.01mol/L氨水 B.0.01mol/LNaOH溶液

C.pH=2的CH3COOH溶液 D.pH=2的HCl溶液

請回答下列問題：

①上述4種溶液中，水的電離程度最大的是________（填序號）。

②若將B、C溶液等體積混合，所得溶液pH_______7（填“＞”、“＜”或“=”）

(2)已知25℃時

物質	H3PO2	H2S	一元酸HA
Ka	Ka=5.9×10-2	Ka1=9.1×10-8 Ka2=1.1×10-12	Ka=1.1×10-10

①一元酸H3PO2的電離方程式為_________________________。

②H2S溶液與NaA溶液反應的化學方程式為________________。

③經測定，25℃時0.01mol/LNa2S溶液的pH為11，則c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=______。

④0.1mol/L的NaHS溶液，測得溶液顯_______。則該溶液中c(H2S)____c(S2-)（填“＞”、“＜”或“=”），作出上述判斷的依據是__________(用計算和文字解釋)。

(3)①25℃時，亞硝酸的電離常數為Ka=1.0×10-5，0.2mol/L的HNO2溶液與0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合后，恢復到25℃，混合溶液中各離子和HNO2分子濃度由大到小的順序為_____________。

(4)如圖是甲醇燃料電池工作示意圖，其中A，B，D均為石墨電極，C為銅電極。

①甲中負極的電極反應式____________________。

②乙中B極的電極反應式____________________。

③丙中C極的電極反應式___________________。

Answer 1

【答案】A ＜ H3PO2H2PO2-+H+ H2S+NaA=NaHS+HA 10-3 堿性 ＞ Kh==1.1×10-7＞Ka2=1×10-12，水解程度大于電離程度 c(NO2-)＞c(Na+)＞c(HNO2)＞c(H+)＞c(OH-) CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O Cu2++2e－=Cu Cu-2e－=Cu2+

【解析】

(1)①酸或堿抑制水電離，等濃度的H+或OH-對水電離的抑制作用相同。酸中c(H+)越大或堿中c(OH-)越大，其抑制水電離程度越大；

②pH=2的醋酸溶液濃度大于0.01mol/LNaOH溶液濃度，二者等體積混合后，醋酸有大量剩余；

(2)①H3PO2是一元弱酸，存在電離平衡，部分電離生成H2PO2-、H+；

②電離平衡常數越大，酸的酸性越強，強酸能和弱酸鹽反應生成弱酸；

③溶液中存在質子守恒；

④比較HS-的電離平衡常數和水解平衡常數，判斷其電離與水解程度大小，來判斷溶液的酸堿性；

(3)HNO2的酸性與醋酸相似，0.2mol/L的HNO2溶液與0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合后，溶液中溶質為等物質的量濃度的NaNO2和HNO2，溶液應以HNO2電離為主，溶液呈酸性，但其電離和水解程度都較小，結合電荷守恒判斷；

(4)通入燃料甲醇的電極為負極，通入氧氣的電極為正極，與負極連接的電極為陰極，與正極連接的電極為陽極。原電池的負極、電解池的陽極發生氧化反應；原電池的正極和電解池的陰極上發生還原反應，據此解答。

(1)①酸或堿抑制水電離，酸中c(H+)越大或堿中c(OH-)越大，其抑制水電離程度越大。等濃度的H+或OH-對水電離的抑制作用相同。B中c(OH-)等于C、D中的c(H+)且大于A中c(OH-)，所以水電離程度最大的是A；

②pH=2的醋酸溶液濃度大于0.01mol/LNaOH溶液濃度，二者等體積混合后醋酸有大量剩余，混合溶液呈酸性，因此所得溶液的pH＜7；

(2)①H3PO2是一元弱酸，存在電離平衡，有一部分電離生成H2PO2-、H+，電離方程式為H3PO2H2PO2-+H+；

②弱酸的電離平衡常數越大，該酸的酸性越強，強酸能和弱酸鹽反應生成弱酸。由于弱酸的電離平衡常數：H2S＞HA＞HS-，則酸性H2S＞HA＞HS-，所以H2S和NaA反應生成HA和NaHS，反應方程式為H2S+NaA=NaHS+HA；

③溶液中存在質子守恒c(H+)+c(HS-)+2c(H2S)=c(OH-)=mol/L；

④NaHS在溶液中既存在HS-的電離作用，HS-H++S2-，電離產生H+，使溶液顯酸性；也存在HS-的水解作用，HS-+H2OH2S+OH-，水解消耗H+，產生OH-，使溶液顯堿性。溶液HS-電離平衡常數Ka2=1×10-12，水解平衡常數Kh==1.1×10-7＞Ka2=1×10-12，說明其水解程度大于其電離程度，因此該溶液顯堿性；HS-電離產生S2-，水解產生H2S，由于水解程度大于電離程度，所以最終達到平衡時，溶液中c(H2S)＞c(S2-)；

(3)HNO2的酸性與醋酸相似，0.2mol/L的HNO2溶液與0.1mol/L的NaOH溶液等體積混合后，溶液中溶質為等物質的量濃度的NaNO2和HNO2，溶液應以HNO2電離為主，溶液呈酸性，則溶液中c(NO2-)＞c(Na+)，c(H+)＞c(OH-)，但HNO2電離和NaNO2水解程度都較小，所以溶液中各微粒濃度由大到小的順序為：c(NO2-)＞c(Na+)＞c(HNO2)＞c(H+)＞c(OH-)；

(4)由裝置圖可知，甲裝置為原電池，其中通入甲醇的電極為負極，通入O2的電極為正極，裝置乙、丙為電解質，其中A與正極連接，作陽極，B為陰極，C為陽極，D為陰極。

①在甲裝置中，通入CH3OH的電極為負極，失去電子被氧化產生CO2，由于電解質溶液為KOH，產生的CO2與溶液中的OH-結合形成CO32-，電極反應式為：CH3OH-6e-+8OH-=CO32-+6H2O；

②乙中B極為陰極，溶液中的Cu2+得到電子變為Cu單質，所以B電極的電極反應式為：Cu2++2e-=Cu；

③丙中C極為陽極，由于C電極材料為Cu，屬于活性電極，Cu失去電子，發生氧化反應，C電極的反應式為：Cu-2e-=Cu2+。