Question

2．已知25℃時部分弱電解質的電離平衡常數數據如表所示：

化學式	CH3COOH	H2CO3	HClO
電離平衡 常數	Ka=1.8×10-5	Ka1=4.3×10-7	Ka2=5.6×10-11	Ka=3.0×10-8

回答下列問題：
（1）物質的量濃度均為0.1mol•L^-1的四種溶液：
a．CH₃COONa  b．Na₂CO₃c．NaClO  d．NaHCO₃
pH由小到大排列的順序是a＜d＜c＜b（用字母編號填寫）．
（2）常溫下，0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液加水稀釋過程中，下列表達式的數據變大的是BD（填字母）．
A．c（H⁺）  B．c（H⁺）/c（CH₃COOH）
C．c（H⁺）•c（OH^-）  D．c（OH^-）/c（H⁺）
E．c（H⁺）•c（CH₃COO^-）/c（CH₃COOH）
（3）體積均為100mL pH=2的CH₃COOH與一元酸HX，加水稀釋過程中pH與溶液體積的關系如圖所示，則HX的電離平衡常數大于（填“大于”、“小于”或“等于”）CH₃COOH的電離平衡常數．

（4）標準狀況下，將1.12L CO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，用溶液中微粒的濃度符號完成下列等式：
①c（OH^-）=2c（H₂CO₃）+c（H⁺）+c（HCO₃^-）；
②c（H⁺）+c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．
（5）25℃時，CH₃COOH與CH₃COONa的混合溶液，若測得pH=6，則溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7 mol•L^-1（填精確值）．

Answer 1

分析 （1）酸根離子對應酸的酸性越強，該離子的水解程度越小，溶液的pH越小；
（2）0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀釋過程中，氫離子與醋酸根離子物質的量增大，醋酸分子物質的量減小，濃度減小，酸性減弱，水的離子積常數不變，醋酸的電離平衡常數不變；
（3）據圖分析，加水稀釋的過程中，HX的pH變化比較快，說明HX的酸性比醋酸強；
（4）標準狀況下，將1.12L CO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，1.12L CO₂的物質的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，氫氧化鈉的物質的量為：1mol•L^-1×0.1L=0.1mol，二者恰好完全反應生成碳酸鈉，溶液中存在電荷守恒和物料守恒；
（5）CH₃COOH與CH₃COONa的混合溶液中，存在電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），根據溶液中的電荷守恒和物料守恒來計算．

解答 解：（1）四種溶液的溶質都是強堿弱酸鹽，水解程度大小為：CO₃^2-＞ClO^-＞HCO₃^-＞CH₃COO^-，水解均顯堿性，水解程度越大，堿性越強，所以堿性順序是：Na₂CO₃＞NaClO＞NaHCO₃＞CH₃COONa，
即pH由小到大的排列順序為：CH₃COONa＜NaHCO₃＜NaClO＜Na₂CO₃，即：a＜d＜c＜b，
故答案為：a＜d＜c＜b；
（2）0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀釋過程中，氫離子與醋酸根離子物質的量增大，濃度減小，酸性減弱，
A、氫離子濃度減小，故A錯誤；
B、加水稀釋過程中，氫離子物質的量增大，醋酸分子物質的量減小，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$增大，故B正確；
C、水的離子積常數不變，故C錯誤；
D、醋酸溶液加水稀釋時酸性減弱，氫離子濃度減小氫氧根離子濃度增大，所以$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$增大，故D正確；
E、醋酸的電離平衡常數不變，故E錯誤；
故答案為：BD；
（3）據圖分析，加水稀釋的過程中，HX的pH變化比較快，說明HX的酸性比醋酸強，HX的電離平衡常數比醋酸大，
故答案為：大于；
（4）標準狀況下，將1.12L CO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，1.12L CO₂的物質的量為：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，氫氧化鈉的物質的量為：1mol•L^-1×0.1L=0.1mol，二者恰好完全反應生成碳酸鈉，
①溶液中存在質子守恒：c（OH^-）=c（H⁺）+c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），
故答案為：c（H⁺）+c（HCO₃^-）；
②碳酸鈉溶液中存在電荷守恒：c（H⁺）+c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），
故答案為：2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）；
（5）CH₃COOH與CH₃COONa的混合溶液中，存在電荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7mol/L，
故答案為：9.9×10^-7．

點評 本題考查了鹽的水解、弱電解質的電離及其影響、電離平衡常數的應用等，題目難度中等，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應用所學知識的能力．