Question

20．根據下列化合物：①NaHSO₄、②NaOH、③Na₂CO₃、④FeCl₂、⑤CH₃COONa、⑥CH₃COOH、⑦NH₃•H₂O、⑧H₂O，回答下列問題．
（1）Na₂CO₃溶液顯堿性，用離子方程式表示其原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，其溶液中離子濃度大小順序為c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（2）常溫下，pH=11的CH₃COONa溶液中，水電離出來的c（OH^-）=10^-3；在pH=3的CH₃COOH溶液中，水電離出來的c（H⁺）=10^-11．
（3）請寫出NaHSO₄在水溶液中的電離方程式NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
（4）把FeCl₂溶液蒸干灼燒，最后得到的固體產物是Fe₂O₃．
（5）常溫下pH=12的NaOH溶液100mL，要使它的pH為11．（混合溶液體積變化忽略不計）如果加入蒸餾水，應加900mL；如果加入pH=10的NaOH溶液，應加1000mL；如果加0.01mol/L NaHSO₄，應加81.8mL（保留到小數點后一位）．

Answer 1

分析 （1）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）CH₃COONa溶液中，醋酸根水解，促進水的電離，所以溶液中水電離出的氫氧根離子就是溶液中的氫氧根離子，CH₃COOH溶液中，水電離受到抑制，水電離出來的氫離子等于溶液中的氫氧根離子，據此計算；
（3）NaHSO₄是強電解質，在水中完全電離出鈉離子、氫離子和硫酸根離子；
（4）FeCl₂溶液易被氧氣氧化為氯化鐵，根據三氯化鐵在溶液中存在水解平衡，從平衡移動的角度分析并解答該題；
（5）先根據溶液的pH計算氫氧根離子濃度，再根據c₁V₁=c₂（V₁+V₂）計算加入的水體積；先根據溶液的pH計算氫氧根離子濃度，再根據c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）計算加入的氫氧化鈉溶液體積；先計算混合溶液中氫氧根離子濃度，再根據c（OH^-）=$\frac{n（堿）-n（酸）}{V（酸）+V（堿）}$計算．

解答 解：（1）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解呈堿性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，因CO₃^2-水解水解顯堿性，且第一步水解大于第一步電離，則離子濃度關系為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：堿；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（2）pH=11的CH₃COONa溶液中，醋酸根水解，促進水的電離，所以溶液中水電離出的氫氧根離子就是溶液中的氫氧根離子，水電離出來的c（OH^-）=$\frac{10{\;}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=10^-3mol/L，在pH=3的CH₃COOH溶液中，水電離受到抑制，水電離出來的氫離子等于溶液中的氫氧根離子，水電離出來的c（H⁺）=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-3}}$mol/L=10^-11mol/L，
故答案為：10^-3；10^-11；
（3）NaHSO₄是強電解質，在水中完全電離出鈉離子、氫離子和硫酸根離子，電離方程式為：NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
故答案為：NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
（4）FeCl₂溶液易被氧氣氧化為氯化鐵，在FeCl₃溶液中，Fe³⁺發生水解生成Fe（OH）₃：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于加熱蒸發，使HCl揮發，破壞平衡，使平衡不斷向右移動，結果生成Fe（OH）₃，又由于灼熱使Fe（OH）₃分解生成Fe₂O₃，故答案為：Fe₂O₃；
（5）pH=12 的NaOH溶液中氫氧根離子濃度是0.01mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度是0.001mol/L，設加入水的體積是V₂，c₁V₁=c₂（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L=（0.1+V₂）L×0.001mol/L，則：V₂=$\frac{0.01mol/L×0.1L}{0.001mol/L}$=0.9L=900mL，
pH=12 的NaOH溶液中氫氧根離子濃度是0.01mol/L，pH=11的氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度是0.001mol/L，pH=10的氫氧化鈉溶液中氫氧根離子濃度是0.0001mol/L，
設加入pH=10的NaOH溶液體積是V₂，c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L+0.0001mol/L×V₂=0.001mol/L（0.1+V₂），
解得：V₂=1L=1000mL，
鹽酸的濃度是0.01mol/L，設加入鹽酸的體積是V，c（OH^-）=$\frac{n（堿）-n（酸）}{V（酸）+V（堿）}$⁼$\frac{0.01mol/L×0.1L-0.01mol/L×VL}{（0.1+V）L}$=0.001mol/L，
解得：V=81.8mL，
故答案為：900；1000；81.8．

點評 本題綜合考查鹽類水解的原理以及影響平衡移動的因素以及酸堿混合的定性判斷及溶液pH的計算，題目難度中等，明確溶液pH的計算方法為解答關鍵，試題側重考查學生達到分析、理解能力及化學計算計算能力．