Question

【題目】（Ⅰ）部分弱酸的電離平衡常數如下表：

弱酸	HCOOH	HClO	H2CO3	H2SO3
電離平衡常數(25 ℃)	Ka＝1.77 ×10－4	Ka＝4.0 ×10－8	Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝4.7×10－11	Ka1＝1.54×10－2 Ka2＝1.02×10－7

(1)室溫下①0.1 mol·L－1 HCOONa，②0.1 mol·L－1 NaClO，③0.1 mol·L－1 Na2CO3，④0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH由大到小的關系為______________________。

(2)濃度均為0.1 mol·L－1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序為____________________。

(3)少量CO2通入到過量的NaClO溶液中發生反應的離子方程式______________。

(4)常溫下，pH＝3的HCOOH溶液與pH＝11的NaOH溶液等體積混合后，溶液中離子濃度由大到小的順序為__________________。

（Ⅱ）某小組運用工業上離子交換膜法制燒堿的原理，用如下圖所示裝置電解K2SO4溶液。

①該電解槽中通過陰離子交換膜的離子數_______（填“>”“<”或“一”）通過陽離子交換膜的離子數；

②圖中a、b、c、d分別表示有關溶液的pH，則a、b、c、d由小到大的順序為 _____________；

③電解一段時間后，B出口與C出口產生氣體的質量比為______________。

Answer 1

【答案】③>②>④>①c(SO32－)>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(HSO3－)ClO－＋CO2＋H2O=HCO3－＋HClOc(HCOO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)<b<a<c<d8∶1

【解析】(Ⅰ)相同溫度下，弱酸的電離平衡常數越小相應的酸越弱，則由圖表可知酸性強弱順序為：H2SO3＞HCOOH＞HSO3-＞H2CO3＞HClO＞HCO3-；

(1)同溫同濃度的強堿弱酸鹽，酸越弱其對應酸根離子越易水解，溶液的堿越強，則室溫下①0.1 mol·L－1 HCOONa，②0.1 mol·L－1 NaClO，③0.1 mol·L－1 Na2CO3，④0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH由大到小的關系③>②>④>①；

(2)濃度均為0.1 mol·L－1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，CO32-比SO32-更易水解，但水解均是弱水解，則溶液中SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-濃度從大到小的順序為c(SO32－)>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(HSO3－)；

(3)根據酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-；少量CO2通入到過量的NaClO溶液中發生反應的離子方程式為ClO－＋CO2＋H2O=HCO＋HClO；

(4)常溫下，pH＝3的HCOOH溶液與pH＝11的NaOH溶液等體積混合后，未反應的HCOOH電離導致混合液顯酸性，根據混合液中的電荷守恒式c(HCOO－)+c(OH－)=c(H＋)+c(Na＋)，可知中離子濃度由大到小的順序為c(HCOO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)；

(Ⅱ)(Ⅱ)①依據電解池工作原理：陽電極反應式為4OH--4e-=2H2O+O2↑，陰極放電的是H+，透過陽離子交換膜的H+數與透過陰離子交換膜的OH-數相等，因為溶液呈電中性，所以透過陽離子交換膜的K+數大于透過陰離子交換膜的SO42-數；
②因為電解后生成的硫酸和氫氧化鉀濃度大，故b＜a、c＜d，結合堿溶液pH值大于酸溶液pH值，可得b＜a＜c＜d；
③根據電解原理知：B出口產生的是氧氣，C出口產生的是氫氣，根據得失電子守恒，n(O2)：n(H2)=1：2，所以其質量之比為：8：1。