Question

（1）現有常溫下的0.1mol?l^-1純堿溶液．
a．你認為該溶液呈堿性的原因是（用離子方程式表示）：

 

，為證明你的上述觀點，請設計一個簡單的實驗，簡述實驗過程：

 

b．同學甲認為該溶液中Na₂CO₃的水解是微弱的，發生水解的CO₃^2-不超過其總量的10%．請你設計實驗證明該同學的觀點是否正確：

 

（2）“天宮一號”于2011年9月在酒泉衛星發射中心發射，標志著我國的航空航天技術邁進了一大步．火箭的第一、二級發動機中，所用的燃料為偏二甲胼和四氧化二氮，偏二甲肼可用胼來制備．
①用肼（N2H4）為燃料，四氧化二氮做氧化劑，兩者反應生成氮氣和氣態水．
已知：N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（g）△H=10.7kJ?mol^-1N₂H₄（g）+0₂（g）=N₂（g）+2H₂0（g）△H=-543kJ?mol^-1寫出氣態肼和N₂O₄反應的熱化學方程式為：

 

．
（3）25°C下，將0.1mol?L^-1的CH₃COOH溶液與a mol?L^-1的NaOH溶液等體積混合，此時溶液顯中性，用含a的代數式表示CH₃COOH的電離平衡常數Ka=

 

．

Answer 1

考點：鹽類水解的原理,熱化學方程式,酸堿混合時的定性判斷及有關ph的計算

專題：

分析：（1）a、碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，設計實驗有碳酸根離子時溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性；
b、用pH試紙測pH值計算水解產生的氫氧根離子的濃度；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算得到；
（3）電離平衡常數K_a=

c(CH3COO -)c(H +)

c(CH 3COOH)

，以此計算

解答： 解：（1）a、碳酸根離子水解生成氫氧根離子溶液顯堿性，其水解方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，設計實驗有碳酸根離子時溶液顯堿性，除去碳酸根離子后溶液不顯堿性，其操作為：取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；取0.1mol/L的純堿溶液少許于試管中，滴入幾滴酚酞，溶液呈紅色，再滴加足量BaCl₂溶液，若溶液紅色退去，則證明純堿溶液顯堿性的原因是CO₃^2-水解；
b、用pH試紙測pH值計算水解產生的氫氧根離子的濃度，其操作為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%，
故答案為：用pH試紙測0.1mol/L的Na₂CO₃溶液的pH，若pH＜12，則證明水解的CO₃^2-不超過其總量的10%；
（2）a、N₂（g）+2O₂（g）=N₂O₄（g）△H=10.7kJ?mol^-1；b、N₂H₄（g）+O₂ （g）=N₂（g）+2H₂O（g）△H=-543kJ?mol^-1
由蓋斯定律b×2-a得到  2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ/mol，
故答案為：2N₂H₄（g）+N₂O₄（g）=3N₂（g）+4H₂O（g）△H=-1096.7KJ/mol；
（3）根據電荷守恒式為[CH₃COO^-]+[OH^-]=[Na⁺]+[H⁺]，溶液顯中性時[OH^-]=[H⁺]，則[CH₃COO^-]=[Na⁺]，又電離平衡常數K_a=

c(CH3COO -)c(H +)

c(CH 3COOH)

，c（H⁺）=10^-7mol/L，[CH₃COO^-]=[Na⁺]=amol/L，c（CH₃COOH）=

0.1mol?L -1

2

=0.05mol/L，則Ka=

a×10 -7

0.05

=2a×10^-6，故答案為：2a×10^-6．

點評：本題考查鹽類水解的應用、電解原理以及熱化學方程式的書寫，明確鹽類水解規律及酸性強弱的關系、電離平衡常數的計算、蓋斯定律等即可解答，題目難度中等．