Question

（1）硼酸（H₃BO₃）溶液中存在如下平衡：
H₃BO₃（aq）?BO₂^-（aq）+H⁺（aq）+H₂O K=5.7×10^-10（25℃）
①實驗中不慎將NaOH沾到皮膚時，用大量水洗后要涂上硼酸溶液．寫出硼酸與NaOH反應的離子方程式

 

．
②計算25℃時0.7mol?L^-1 硼酸溶液中H⁺的濃度

 

．
（2）已知25℃時：

化學式	H2CO3	CH3COOH
電離常數	K1=4.4×10-7  K2=4.7×10-11	K=1.75×10-5

下列說法正確的是

 

A．碳酸鈉溶液滴入硼酸中能觀察到有氣泡產生
B．碳酸鈉溶液滴入醋酸中能觀察到有氣泡產生
C．等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，pH：前者＞后者
D．等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者＞后者
（3）如圖是一定的溫度和壓強下工業上合成lmolNH₃過程中能量變化示意圖．
①請寫出工業合成氨的熱化學方程式

 

（△H的數值用含字母Q₁、Q₂的代數式表示）
②氨氣溶于水得到氨水，在25℃下，將a mol?L^-1的鹽酸與b mol?L^-1的氨水等體積混合，反應后溶液顯中性，則c（Cl^-）

 

c （NH₄⁺）（填“＞”、“＜”或“=“）；用含a和b的代數式表示出該混合溶液中氨水的電離平衡常數

 

．
（4）物質的量濃度相同的下列各組物質的溶液中，對指定的離子的濃度作大小比較，其中錯誤的是

 

．
A．c（PO₄^3-）：Na₃PO₄＞Na₂HPO₄＞NaH₂PO₄＞H₃PO₄
B．c（CO₃^2-）：（NH₄）₂CO₃＞Na₂CO₃＞NaHCO₃＞NH₄HCO₃
C．c（NH₄⁺）：（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃＞NH₄HSO₄＞NH₄Cl
D．c（S^2-）：Na₂S＞H₂S＞NaHS．

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,反應熱和焓變,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：基本概念與基本理論

分析：（1）①硼酸是酸，能和堿發生中和反應；
②根據硼酸的電離平衡常數可知，c（H⁺）=

K?c(H3BO3)

；
（2）相同溫度、濃度下，酸的電離平衡常數越大，酸的酸性越強，其酸根離子的水解能力越小，結合強酸制取弱酸分析解答；
（3）①反應后溶液顯中性，則氫離子與氫氧根離子濃度相等，根據電荷守恒可知，c（Cl^-）=c （NH₄⁺）；
由圖求出N₂和H₂反應生成1molNH₃的反應熱，再根據熱化學反應方程式的書寫解答；
②將a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，根據K=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

計算；
（4）A、電離后三者電離出的c（H⁺）逐漸增大，對產生PO₄^3-的電離有抑制作用；
B、碳酸鹽中碳酸根離子濃度大于碳酸氫根離子濃度，然后根據鹽的水解影響判斷碳酸根離子濃度大��；
C、依據硫酸銨和碳酸銨中的銨根離子濃度大于酸式鹽中銨根離子濃度，硫酸氫銨中氫離子抑制了銨根離子的電離；
D、硫化鈉中硫離子濃度最大，硫化氫是二元弱酸，硫離子濃度最�。�

解答： 解：（1）①硼酸是酸，能和堿發生中和反應生成鹽和水，所以和氫氧化鈉反應離子方程式為H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2 H₂O，
故答案為：H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2H₂O；   
②25℃時0.7mol?L^-1 硼酸溶液中H⁺的濃度：c（H⁺）=

K?c(H3BO3)

=

5.7×10-10×0.7

mol/L≈2×10^-5mol?L^-1，
故答案為：2×10^-5mol?L^-1；
（2）相同溫度、濃度下，酸的電離平衡常數越大，酸的酸性越強，其酸根離子的水解能力越小，根據電離平衡常數知，酸性強弱順序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以離子水解能力碳酸根離子＞碳酸氫根離子＞醋酸根離子，
A．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以碳酸鈉溶液滴入硼酸中生成碳酸氫鈉和硼酸鈉，沒有氣體生成，故A錯誤；
B．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸鈉溶液滴入醋酸中生成醋酸鈉、水和二氧化碳，所以能看到有氣泡生成，故B正確；
C．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃，所以碳酸的電離程度大于硼酸，則等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，碳酸的酸性大于硼酸，所以pH：前者＜后者，故錯誤；
D．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸根離子水解能力大于醋酸根離子，則等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者＞后者，故D正確；
故答案為：BD；
（3）由圖可知，N₂和H₂反應生成1molNH₃放出的熱量為（Q₁-Q₂）kJ，該反應的熱化學反應方程式為N₂（g）+3H₂（g）?2NH₃（g）△H=-2（Q₁-Q₂）kJ?mol^-1，
故答案為：N₂（g）+3H₂（g）═2NH₃（g）△H=2（Q₁-Q₂） kJ?mol^-1；
②將a mol?L^-1的鹽酸與b mol?L^-1的氨水等體積混合，反應后溶液顯中性，則c（OH^-）=c（H⁺）=1×10^-7mol/L，根據電荷守恒可知：c（Cl^-）=c （NH₄⁺）；
a mol?L^-1的氨水與b mol?L^-1的鹽酸等體積混合，反應后溶液顯中性，溶液中c（OH^-）=1×10^-7mol/L，
溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=

b

2

mol/L，混合后反應前c（NH₃?H₂O）=

a

2

mol/L，則反應后c（NH₃?H₂O）=（

a

2

-

b

2

）mol/L，
則K=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

b 2 ×1×10-7

a 2 - b 2

=

b×10-7

a-b

，
故答案為：=；

b×10-7

a-b

；
（4）A、Na₃PO₄中磷酸根離子濃度最大，Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、H₃PO₄電離出的c（H⁺）逐漸增大，氫離子對產生PO₄^3-的電離有抑制作用，溶液中磷酸根離子濃度大小為：Na₃PO₄＞Na₂HPO₄＞NaH₂PO₄＞H₃PO₄，故A正確；
B、Na₂CO₃最大，其次是（NH₄）₂CO₃，因為后者要發生水解，NaHCO₃和NH₄HCO₃中由HCO₃^-電離產生，而NH₄HCO₃中HCO₃^-和NH₄⁺相互促進水解，HCO₃^-濃度較小，NaHCO₃＞NH₄HCO₃，故B錯誤；
C、四種鹽均完全電離，（NH₄）₂SO₄ 和（NH₄）₂CO₃較大，但后者的陰陽離子會發生相互促進的水解，應為（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃，NH₄HSO₄與NH₄Cl，NH₄HSO₄ 電離產生的H⁺對NH₄⁺的水解有抑制作用，應為NH₄HSO₄＞NH₄Cl，溶液中銨根離子濃度大小為：（NH₄）₂SO₄＞（NH₄）₂CO₃＞NH₄HSO₄＞NH₄Cl，故C正確；
D、Na₂S最大，NH₄HS和NaHS相比，但前者發生雙水解，硫離子濃度應為NaHS＞NH₄HS，H₂S要電離產生S^2-，為H₂S的二級電離，程度很小，溶液中硫離子濃度大小為：Na₂S＞H₂S＞NaHS，故D正確；
故選B．

點評：本題考查了離子濃度大小比較、熱化學方程式的書寫、電離平衡常數的計算，題目難度較大，試題題量較大，涉及的知識點較多，充分考查了學生對所學知識的掌握情況，注意掌握比較溶液中離子濃度大小常用方法，能夠正確書寫熱化學方程式．