Question

2．運用相關原理，回答下列各小題：
（1）常溫下，pH=5的NaHSO₄溶液中水的電離程度=pH=9的NH₃•H₂O中水的電離程度（填“＞”、”=”或“＜”）．
（2）等體積等物質的量濃度的NaHSO₄與氨水混合后，溶液呈酸性的原因為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺（用離子方程式表示）；常溫下，若一定量的NaHSO₄溶液與氨水混合后，溶液PH=7，則c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）（填“＞”、”=”或“＜”，下同）；常溫下，用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇，若溶液中SO₄^2-完全沉淀，則反應后溶液的PH＞7．
（3）常溫下，amL pH=3的鹽酸與bmL pH=11的氨水混合，充分反應．若a=b，則反應后溶液中離子濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
（4）現有濃度為0.1mol/L的五種電解質溶液：①Na₂CO₃②NaHCO₃③NaAlO₂④CH₃COONa⑤NaOH．
已知：CO₂+3H₂O+2AlO₂^-═2Al（OH）₃↓+CO₃^2-．
a．上述五種溶液的pH由小到大的順序為④＜②＜①＜③＜⑤（填序號）
b．將五種溶液稀釋相同的倍數時，其pH變化最大的是⑤（填序號）
c．在上述五種溶液中分別加入AlCl₃溶液后，能產生大量無色無味氣體的是①②（填序號）
d．將上述①、②、③、④四種溶液兩兩混合時，有一組溶液相互間能發生反應，寫出該反應的離子方程式HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-：

Answer 1

分析 （1）pH=5的NaHSO₄溶液中，水的電離c（H⁺）=10^-9mol/L，pH=9的NH₃•H₂O中水的電離c（H⁺）=10^-9mol/L；
（2）等體積等物質的量濃度的NaHSO₄與氨水混合后，反應生成硫酸鈉、硫酸銨，銨根離子水解顯酸性；PH=7，由電荷守恒分析離子濃度關系；用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇，硫酸根離子完全沉淀，則二者以1：2反應，生成硫酸鋇、NaOH；
（3）常溫下，a mL pH=3的鹽酸與b mL pH=11的氨水混合，充分反應．若a=b，反應后一水合氨又電離出氫氧根離子，溶液呈堿性；
（4）①溶液中溶質濃度相同，氫氧化鈉是強堿，電離產生氫氧根離子，pH最大，鹽中陽離子相同，酸越弱，其鹽的酸根水解程度越大，據此解答．
②根據是否存在平衡分析判斷，不存在平衡的pH值變化大；
③碳酸根、碳酸氫根與鋁離子發生徹底雙水解反應生成氫氧化鋁與二氧化碳；
④HCO₃^-、AlO₂^-之間反應．

解答 解：（1）pH=5的NaHSO₄溶液中，水的電離c（H⁺）=10^-9mol/L，pH=9的NH₃•H₂O中水的電離c（H⁺）=10^-9mol/L，則兩溶液中水的電離程度相等，
故答案為：=；
（2）等體積等物質的量濃度的NaHSO₄與氨水混合后，反應生成硫酸鈉、硫酸銨，銨根離子部分水解溶液顯酸性，水解離子反應為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
pH=7，氫離子與氫氧根離子濃度相等，由電荷守恒可知離子濃度關系為：c（Na⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）；
用硫酸氫鈉與氫氧化鋇溶液制取硫酸鋇，硫酸根離子完全沉淀，則二者以1：2反應，生成硫酸鋇、NaOH，溶液顯堿性，溶液的pH＞7，
故答案為：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；=；＞；
（3）常溫下，a mL pH=3的鹽酸與b mL pH=11的氨水混合，充分反應．若a=b，反應后一水合氨又電離出氫氧根離子，溶液呈堿性，溶液中電荷守恒分析，離子濃度的關系為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（Cl^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
（4）①．①、②、③、④是鹽，⑤是堿，濃度相同，堿的PH值最大，①、②、③、④四種鹽的陽離子相同，其陰離子對應的酸越弱，酸根的水解程度越大，酸性：醋酸＞碳酸＞碳酸氫根＞偏鋁酸，濃度相同，酸根的水解程度越大，pH值越大，故pH為④＜②＜①＜③＜⑤，故答案為：④＜②＜①＜③＜⑤．
②．①②③④都存在水解平衡，當稀釋時，鹽的弱酸根又水解出部分離子進行補充；氫氧化鈉是強堿，完全電離，不存在電離平衡，所以當稀釋時，其pH變化最大；
故答案為：⑤；
③碳酸根、碳酸氫根與鋁離子發生徹底雙水解反應生成氫氧化鋁與二氧化碳，NaAlO₂與氯化鋁發生雙水解反應生成氫氧化鋁沉淀，CH₃COONa與氯化鋁不反應，NaOH與氯化鋁反應生成氫氧化鋁沉淀，故答案為：①②；
④NaHCO₃、NaAlO₂的陰離子之間能反應，即HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-，故答案為：HCO₃^-+AlO₂^-+H₂O═Al（OH）₃↓+CO₃^2-．

點評 本題考查了溶液中的離子濃度大小比較，題目難度中等，試題涉及鹽類水解、電離、離子之間的反應等知識點，綜合性較強，充分考查了學生靈活應用基礎知識的能力．