Question

9．電離平衡常數是衡量弱電解質電離程度的量．已知如下表數據（25℃）：

化學式	電離平衡常數
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11

（1）25℃時，等濃度的三種溶液（A．NaCN溶液、B．Na₂CO₃溶液、C．CH₃COONa溶液）的pH由大到小的順序為b＞a＞c．（填寫序號）
（2）25℃時，向NaCN溶液中通入少量CO₂，所發生反應的化學方程式為NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN．
（3）現有濃度為0.02mol/L的HCN與0.01mol/L NaOH等體積混合后，測得c（Na⁺）＞c（CN^-），下列關系正確的是BD．
A．c（H⁺）＞c（OH^-）
B．c（H⁺）＜c（OH^-）
C．c（H⁺）+c（HCN）=c（OH^-）
D．c（HCN）+c（CN^-）=0.01mol/L
（4）濃的Al₂（SO₄）₃溶液和濃的小蘇打（NaHCO₃）溶液混合可用于滅火，請用離子反應方程式表示滅火的原理Al³⁺+3HCO₃^-=Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（5）已知NaHC₂O₄水溶液顯酸性，請寫出該溶液中各離子濃度的大小c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）酸的電離平衡常數越大，其酸根離子水解程度越小，則相同濃度的鈉鹽溶液堿性越弱；
（2）NaCN和少量CO₂反應生成NaHCO₃、HCN；
（3）將0.02mol/L的HCN與0.01mol/L 的NaOH溶液等體積混合，溶液中的溶質是等物質的量濃度的NaCN、HCN，已知混合溶液中c（CN^-）＜c（Na⁺），根據電荷守恒可知c（H⁺）＜c（OH^-），混合溶液呈堿性，說明CN^-的水解程度大于HCN的電離程度，據此進行判斷；
（4）鋁離子與碳酸氫根離子發生雙水解反應生成二氧化碳氣體和氫氧化鋁沉淀；
（5）根據草酸氫銨溶液顯示酸性及電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大小．

解答 解：（1）電離平衡常數，CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN，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＞NaCN＞CH₃COONa，
故答案為：b＞a＞c；
（2）NaCN和少量CO₂反應生成NaHCO₃、HCN，反應方程式為：NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN，
故答案為：NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN；
（3）將0.02mol/L的HCN與0.01mol/L 的NaOH溶液等體積混合，溶液中的溶質是物質的量濃度都為0.005mol•L^-1的NaCN、HCN，測得c（Na⁺）＞c（CN^-），根據電荷守恒可知：c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈堿性，所以HCN的濃度為0.005mol•L^-1，CN^-的濃度小于0.005mol•L^-1，
A．根據分析可知，溶液呈堿性，c（H⁺）＜c（OH^-），故A錯誤；
B．混合液呈堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），故B正確；
C．氫氧根離子濃度較小，c（CN^-）遠遠大于c（OH^-），故C錯誤；
D．根據物料守恒可知：c（HCN）+c（CN^-）=0.01mol/L，故D正確；
故答案為：BD；
（4）鋁離子與碳酸氫根離子混合發生雙水解生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，反應的離子方程式為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（5）草酸氫鈉溶液顯示酸性，則HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，所以c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），由于氫離子來自水的電離和HC₂O₄^-的電離，則c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-），HC₂O₄^-的水解程度較小，則c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-），所以溶液中各離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）．

點評 本題考查了弱電解質的電離及其影響、離子濃度大小比較、原電池工作原理的應用等知識，題目難度中等，明確弱電解質的電離平衡及其影響因素、原電池工作原理為解答關鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用能力．