Question

【題目】水是生命的源泉、工業(yè)的血液、城市的命脈。要保護(hù)好河流，河水是重要的飲用水源，污染物通過飲用水可直接毒害人體。也可通過食物鏈和灌溉農(nóng)田間接危及健康。請回答下列問題：

(1)25℃時，向水的電離平衡體系中加入少量碳酸鈉固體，得到pH為11的溶液，其水解的離子方程式為________，由水電離出的c(OH-)=_______mol/L

(2)純水在100℃時，pH=6，該溫度下1mol/L的NaOH溶液中，由水電離出的 c(OH-)=_______mol/L。

(3)體積均為100mL、pH均為2的CH3COOH溶液與一元酸HX溶液，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關(guān)系如下圖所示，則HX的電離平衡常數(shù)___(填”大于””小于”或“等于”)CH3COOH的電離平衡常數(shù)。

(4)電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強弱的物理量。已知：

化學(xué)式	電離平衡常數(shù)(25℃)
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K==1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7、K2=5.610-11

①25℃時，有等濃度的NaCN溶液、Na2CO3液和CH3COONa溶液，三種溶液的pH由大到小的順序為___。

②向NaCN溶液中通入少量的CO2，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______

(5)25℃時，在CH3COOH與CH3COONa的混合溶液中，若測得pH=6，則溶液中 c(CH3COO-)-c(Na+)=_____(填精確值)mol/L

Answer 1

【答案】CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－ 10－3 10－12 小于 pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液) NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3 9.9×10－7

【解析】

（1）碳酸鈉溶液中因碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，鹽溶液中鹽的水解促進(jìn)水的電離；

（2）純水在100℃時，pH=6，Kw=10-12，據(jù)此計算水電離出的氫氧根離子濃度；

（3）據(jù)圖分析，加水稀釋的過程中，HX的pH變化比較慢，說明HX的酸性比醋酸弱；

（4）①根據(jù)酸的電離常數(shù)進(jìn)行分析判斷，電離常數(shù)越大，對應(yīng)鹽的水解程度越小，溶液的pH越小；

②電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強，根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3-，向NaCN溶液中通入少量CO2，反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，據(jù)此寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；

（5）溶液中的電荷守恒來分析，c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)= c(H＋)－c(OH－)。

（1）碳酸鈉溶液中因碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，碳酸根水解的離子方程式為CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－，其pH=11，則c(OH-)=0.001mol/L，全部由水電離產(chǎn)生，故答案為：CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－；0.001；

（2）純水在100℃時，pH=6，Kw=10-12，該溫度下1molL-1的NaOH溶液中，由水電離出的c(OH-)=c(H+)=10-12mol/L，故答案為：10-12；

（3）據(jù)圖分析，加水稀釋的過程中，HX的pH變化比較慢，說明HX的酸性比醋酸弱，HX的電離平衡常數(shù)比醋酸小，故答案為：小于；

（4）①根據(jù)圖表數(shù)據(jù)分析，電離常數(shù)：醋酸＞HCN＞碳酸氫根離子，所以等濃度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度為：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故溶液的pH為：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故答案為：pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液)；

②根據(jù)電離平衡常數(shù)大小可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3-，向NaCN溶液中通入少量CO2，反應(yīng)生成HCN和碳酸氫鈉，不能生成二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3，故答案為：NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3；

（5）25℃時，CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，若測得混合液的pH=6，即c（H+）=10-6mol/L，由于水的離子積為10-14，故c(OH-)=10-8mol/L；

根據(jù)電荷守恒可知：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)= c(H＋)－c(OH－)=10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L，故答案為：9.9×10-7。