Question

物質在水溶液中的行為是中學化學的重要內容．已知下列物質的電離常數值（25℃）：
HClO：Ka=3×10^-8，HCN：K_a=4.9×10^-10
H₂CO₃：Ka₁=4.3×10^-7，K_a2=5.6×10^-11
（1）84消毒液中通入少量的CO₂，該反應的化學方程式為______．
（2）25℃時，等物質的量濃度的①NaClO溶液；②Na₂CO₃溶液；③NaCN溶液，三溶液的pH由大到小的順序為______（填序號）．
（3）等物質的量NaClO和NaHCO₃的混合液中，各微粒濃度的關系為：[Na⁺]=______+[H₂CO₃]
（4）實驗室可用如圖所示裝置制備84消毒液，則a為______極，制備過程中總的離子反應方程式為______ ClO^-+H₂↑

Answer 1

【答案】分析：（1）由Ka可知碳酸的酸性＞HClO，發生強酸制取弱酸的反應；
（2）等物質的量濃度的鹽溶液，酸越弱，則對應鹽的水解程度越大，pH就越大；
（3）根據物料守恒來分析；
（4）由圖可知，a為負極，b為正極，在下端氯離子放電生成氯氣，與上端生成的NaOH溶液反應生成NaClO；
（5）根據電荷守恒式為[CH₃COO^-]+[OH^-]=[Na⁺]+[H⁺]，溶液顯中性時[OH^-]=[H⁺]，電離平衡常數K_a=，以此計算．
解答：解：（1）由Ka可知碳酸的酸性＞HClO，則84消毒液中通入少量的CO₂的反應為NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃，
故答案為：NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃；
（2）等物質的量濃度的鹽溶液，酸越弱，則對應鹽的水解程度越大，pH就越大，由Ka可知，酸性HClO＞HCN＞HCO₃^-，則等物質的量濃度的①NaClO溶液、②Na₂CO₃溶液、③NaCN溶液，三溶液的pH由大到小的順序為②＞③＞①，故答案為：②＞③＞①；
（3）等物質的量NaClO和NaHCO₃的混合液中，由物料守恒可知，n（Na）=n（Cl）+n（C），則[Na⁺]=[ClO^-]+[HClO]+[HCO₃^-]+[HCO₃^2-]+[H₂CO₃]，
故答案為：[Na⁺]=[ClO^-]+[HClO]+[HCO₃^-]+[HCO₃^2-]；
（4）由圖可知，a為負極，b為正極，在下端氯離子放電生成氯氣，與上端生成的NaOH溶液反應生成NaClO，總離子反應為Cl^-+H₂OClO^-+H₂↑，
故答案為：負；Cl^-+H₂OClO^-+H₂↑；
（5）根據電荷守恒式為[CH₃COO^-]+[OH^-]=[Na⁺]+[H⁺]，溶液顯中性時[OH^-]=[H⁺]，則[CH₃COO^-]=[Na⁺]，又電離平衡常數K_a=，c（H⁺）=10^-7mol/L，[CH₃COO^-]=[Na⁺]=0.005mol/L，c（CH₃COOH）=mol/L，則Ka=，故答案為：=．
點評：本題考查鹽類水解的應用及電解原理，明確鹽類水解規律及酸性強弱的關系、電離平衡常數的計算、離子的放電順序等即可解答，題目難度中等．