Question

10．（1）某溫度下，純水的c（H⁺）=2×10^-7mol•L^-1，則此時c（OH^-）為2×10^-7mol•L^-1；若溫度不變，滴入稀鹽酸使c（H⁺）=5×10^-4mol•L^-1則溶液中由水電離產生的c（H⁺）為8×10^-11mol/L，此時溫度高于（填“高于”、“低于”或“等于”）25℃．
（2）已知C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃燒的熱化學方程式為：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ/mol
寫出C（s）與水蒸氣反應生成CO和H₂的熱化學方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol．
（3）常溫下，取物質的量濃度相同的NaOH和HCl溶液，以3：2體積比相混合，所得混合液的pH=12，則原溶液的物質的量濃度為0.05mol/L．（溶液體積變化忽略不計）
（4）常溫下，0．lmol•L^-1NaHCO₃溶液的pH大于7，用離子方程式表示其原因HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（5）常溫下0.1mol/L的下列溶液①NH₄Al（SO₄）₂ ②NH₄Cl ③NH₃•H₂O ④CH₃COONH₄溶液中c（NH₄⁺）由大到小的順序是：①＞②＞④＞③．（填序號）

Answer 1

分析 （1）純水中c（H⁺）=c（OH^-），K_w=c（H⁺）×c（OH^-），水的離子積常數只與溫度有關，與溶液的酸堿性無關，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，水的電離是吸熱反應，升高溫度能促進水電離，所以溫度越高，水的離子積常數越大，據此分析解答；
（2）依據熱化學方程式和蓋斯定律計算①-②-③得到所需熱化學方程式；
（3）酸堿混合后，pH=12，則堿過量，剩余的c（OH^-）=0.01mol/L，以此來計算；
（4）碳酸氫鈉是強酸弱堿鹽，溶液中碳酸氫根離子水解程度大于電離程度，溶液顯堿性；
（5）鋁離子水解顯酸性抑制銨根離子水解，醋酸根離子促進銨根離子水解，氯離子對銨根離子水解無影響，一水合氨是弱堿存在微弱的電離平衡，據此分析．

解答 解：（1）純水中水電離方程式為：H₂O?H⁺+OH^-，c（H⁺）=c（OH^-）=2×10^-7 mol•L^-1，K_w=c（H⁺）．c（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，
溫度不變，水的離子積常數不變，滴入稀鹽酸使c（H⁺）=5×10^-4mol•L^-1，所以c（OH^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-4}}$=8×10^-11mol/L，酸性溶液中水電離出的氫離子濃度等于溶液中氫氧根離子濃度，所以水電離出的氫離子濃度是8×10^-11mol/L，水的電離是吸熱反應，升高溫度能促進水電離，所以溫度越高，水的離子積常數越大，該溫度下的水的離子積常數是4×10^-14＞1×10^-14，所以該溫度高于25°C；
故答案為：2×10^-7 mol•L^-1；8×10^-11mol/L；高于；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ/mol
依據蓋斯定律計算①-②-③得到，C（s）與水蒸氣反應生成CO和H₂的熱化學方程式為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol，
故答案為：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol；
（3）設NaOH和HCl的物質的量濃度均為x，NaOH和HCl溶液以3：2體積比相混合，體積分別為3V、2V，
酸堿混合后，pH=12，則堿過量，剩余的c（OH^-）=0.01mol/L，
則$\frac{3V×x-2V×x}{5V}$=0.01mol/L，
解得x=0.05mol/L，
故答案為：0.05mol/L；
（4）NaHCO₃溶液的pH大于7，是因為HCO₃^-水解，反應離子方程式為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈堿性，故答案為：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（5）①NH₄Al（SO₄）₂ 中鋁離子水解溶液顯酸性，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，抑制銨根離子水解；
②NH₄Cl是強酸弱堿鹽，銨根離子能水解但較弱；
③NH₃•H₂O是弱電解質，電離程度較小；
④CH₃COONH₄中醋酸根離子促進銨根離子水解，
水解是微弱的反應過程，水解程度很小，所以銨根離子濃度大小順序是：①＞②＞④＞③，
故答案為：①＞②＞④＞③；

點評 本題考查了水的離子積常數、熱化學方程式和蓋斯定律、酸堿混合的計算、鹽類水解及離子濃度大小的比較，注意水的離子積常數只與溫度有關，與溶液的酸堿性無關，鹽類水解程度微弱和影響因素判斷，題目難度中等．