Question

水溶液中的離子平衡是高中化學的重要知識點，請同學們根據相關原理回答下列問題：
（1）寫出Na₂CO₃、CaCO₃分別在水中的水解離子方程式和溶解平衡表達式：Na₂CO₃

 

；CaCO₃

 

．
（2）濃度均為0.1mol/L的溶液①HNO₃ ②CH₃COOH ③Na₂CO₃ ④KCl ⑤NaHSO₃溶液的pH由小到大的順序是：

 

．（填編號）
（3）實驗室為了配制FeSO₄溶液往往：
①加入少量稀H₂SO₄，目的是

 

；
②加入少量鐵釘，目的是

 

．
（4）已知相同物質的量濃度的NaCN 和NaClO相比，NaCN溶液的pH較大，則同溫同濃度的HCN

 

HClO（比較酸性強弱，用“＞”、“＜”、“﹦”回答）．
（5）常溫下，如果取0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液與0.1mol?L^-1的NaOH溶液等體積混合（忽略混合后溶液體積的變化），試回答以下問題：
①測得混合液的pH=8，解釋溶液呈堿性的原因

 

（用離子方程式表示）．
②CH₃COONa溶液中的離子濃度由大到小的關系

 

．
③已知CH₃COONH₄溶液為中性，且CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，試推斷（NH₄）₂CO₃溶液的PH

 

7（用“＞”、“＜”、“﹦”回答）．
（6）已知K_sp（BaSO₄）=1×10^-10，將濃度均為0.1mol?L^-1的BaCl₂溶液與0.2mol?L^-1的Na₂SO₄溶液等體積混合，充分攪拌后過濾，則濾液中c（Ba²⁺）=

 

mol?L^-1．

Answer 1

考點：酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算,鹽類水解的應用,難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質

專題：電離平衡與溶液的pH專題,鹽類的水解專題

分析：（1）Na₂CO₃水解生成碳酸氫鈉和NaOH，CaCO₃在水溶液里電離生成鈣離子和碳酸根離子；
（2）先將溶質分為酸堿鹽，再根據酸中氫離子濃度大小確定酸溶液pH，再根據鹽的類型確定鹽溶液pH大小；
（3）①硫酸亞鐵易水解生成硫酸，加入稀硫酸抑制亞鐵離子水解；
②亞鐵離子易被氧化為鐵離子，鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子；
（4）酸根離子水解程度越大，相同濃度的鈉鹽溶液的pH越大，則酸的酸性越弱；
（5）①二者恰好反應生成醋酸鈉，醋酸鈉是強堿弱酸鹽，醋酸根離子水解導致溶液呈堿性；
②溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），再結合電荷守恒判斷c（CH₃COO^-）、c（Na⁺）相對大小；
③CH₃COONH₄溶液為中性，說明醋酸和一水合氨電離程度相等，且CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說明CH₃COOH大于H₂CO₃，則一水合氨電離程度大于H₂CO₃電離程度，根據銨根離子水解程度和CO₃^2-水解程度相對大小判斷（NH₄）₂CO₃溶液的PH；
（6）混合溶液中c（Ba²⁺）=

0.2-0.1

2

mol/L=0.05mol/L，再根據溶度積常數計算c（Ba²⁺）．

解答： 解：（1）Na₂CO₃水解生成碳酸氫鈉和NaOH，水解方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，CaCO₃在水溶液里電離生成鈣離子和碳酸根離子，溶解平衡表達式為CaCO₃（s）?Ca ²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；CaCO₃（s）?Ca ²⁺（aq）+CO₃^2-（aq）；
（2）①中c（H⁺）為0.1mol/L、②中c（H⁺）小于0.1mol/L但大于⑤，③溶液呈堿性，④溶液呈中性，⑤呈酸性但大于醋酸溶液pH，所以pH從小到大順序是①＜②＜⑤＜④＜③，故答案為：①＜②＜⑤＜④＜③；
（3）①硫酸亞鐵易水解生成硫酸，加入稀硫酸抑制亞鐵離子水解，所以加入稀硫酸是抑制亞鐵離子水解，故答案為：抑制亞鐵離子水解；
②亞鐵離子易被氧化為鐵離子，鐵離子和鐵反應生成亞鐵離子，所以加入鐵粉是防止亞鐵離子被氧化，故答案為：防止亞鐵離子被氧化；
（4）相同物質的量濃度的NaCN 和NaClO相比，NaCN溶液的pH較大，說明水解程度CN^-＞ClO^-，則酸性HCN＜HClO，故答案為：＜；
（5）①二者恰好反應生成醋酸鈉，醋酸鈉是強堿弱酸鹽，醋酸根離子水解導致溶液呈堿性，水解方程式為CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，故答案為：CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-；
②溶液呈堿性，則c（OH^-）＞c（H⁺），再結合電荷守恒得c（CH₃COO^-）＜c（Na⁺），醋酸根離子水解程度很小，所以溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故答案為：c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
③CH₃COONH₄溶液為中性，說明醋酸和一水合氨電離程度相等，且CH₃COOH溶液加到Na₂CO₃溶液中有氣體放出，說明CH₃COOH大于H₂CO₃，則一水合氨電離程度大于H₂CO₃電離程度，所以水解程度：CO₃^2-＞NH₄⁺，所以（NH₄）₂CO₃溶液的PH＞7，故答案為：＞；
（6）混合溶液中c（Ba²⁺）=

0.2-0.1

2

mol/L=0.05mol/L，根據溶度積常數得c（Ba²⁺）=

1×10-10

0.05

mol/L=2×10^-9mol/L，故答案為：2×10^-9．

點評：本題考查較綜合，涉及離子濃度大小比較、難溶物溶解平衡、弱電解質電離、鹽類水解等知識點，根據溶度積常數、弱電解質電離特點、鹽類水解等知識點分析解答，題目難度中等．