Question

3．（1）已知常溫下，A酸的溶液pH=a，B堿的溶液pH=b，回答下列問(wèn)題：
①若A為醋酸，B為氫氧化鈉，且a=4，b=10，兩者等體積混合，則混合前c（CH₃COOH）＞c（NaOH ）（填“＜、=或＞”，下同）；混合后溶液的pH＜7
②若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=14，兩者等體積混合后溶液顯堿性，則混合溶液中必定有一種離子能發(fā)生水解，該水解反應(yīng)的離子方程式為R^-+H₂O?HR+OH^-．
（2）現(xiàn)有25℃，等體積等物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂、NaOH和NH₃•H₂O三種溶液，將它們分別與V₁ L、V₂ L、V₃ L等濃度的鹽酸混合，混合后溶液均呈中性，則V₁、V₂、V₃的大小關(guān)系是V₁ ＞V₂＞V₃；室溫下，若生成同濃度的NaCl與NH₄Cl溶液各1L，則溶液中離子總數(shù)N（NaCl）＞N（NH₄Cl）．（填“＜、=或＞”）
（3）在25℃下，將a mol•L^-1的氨水與0.01mol•L^-1的鹽酸等體積混合，反應(yīng)后溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）．用含a的代數(shù)式表示NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

Answer 1

分析 （1）①醋酸為弱酸，氫氧化鈉為強(qiáng)堿，若A為醋酸，B為氫氧化鈉，且a=4，b=10，醋酸的濃度大于氫氧化鈉；二者等體積混合，醋酸過(guò)量；
②若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=14，酸中氫離子濃度=10^-4mol/L，堿中氫氧根離子濃度=10 ^b-14mol/L=10^-4mol/L，兩者等體積混合后溶液顯酸性，說(shuō)明酸的濃度大于堿，則酸為弱酸；
（2）酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子和氫氧根離子的反應(yīng)，等體積等物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂、NaOH和NH₃•H₂O三種溶液分別和等濃度的鹽酸混合，且混合溶液呈中性，能電離出氫氧根離子的物質(zhì)的量越多，需要的酸體積越大，氯化銨的溶液呈酸性，要使混合溶液呈中性，則鹽酸的量應(yīng)該稍微少些；
任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒判斷；
（3）在25℃下，平衡時(shí)溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$；

解答 解：（1）①若A為醋酸，B為氫氧化鈉，且a=4，b=10，即：醋酸中氫離子濃度為10^-4mol/L，NaOH溶液中氫氧根離子濃度為10^-4mol/L，醋酸是弱電解質(zhì)，氫氧化鈉是強(qiáng)電解質(zhì)，所以醋酸的濃度大于氫氧化鈉，二者等體積混合，醋酸過(guò)量，混合溶液呈酸性，所以混合液的pH＜7，
故答案為：＞；＜；
②若A的化學(xué)式為HR，B的化學(xué)式為MOH，且a+b=14，酸中氫離子濃度=10^-4mol/L，堿中氫氧根離子濃度=10^b-14mol/L=10^-4mol/L，兩者等體積混合后溶液顯酸性，說(shuō)明堿的濃度小于酸，則酸為弱酸，所以R^-離子能發(fā)生水解，水解反應(yīng)方程式為：R^-+H₂O?HR+OH^-，
故答案為：R^-+H₂O?HR+OH^-；
（2）酸和堿反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是氫離子和氫氧根離子的反應(yīng)，等體積等物質(zhì)的量濃度的Ba（OH）₂、NaOH和NH₃•H₂O三種溶液分別和等濃度的鹽酸混合，且混合溶液呈中性，能電離出氫氧根離子的物質(zhì)的量越多，需要的酸體積越大，等物質(zhì)的量的這三種溶液，電離出氫氧根離子物質(zhì)的量最大的是氫氧化鋇，氨水需要鹽酸的量小于氫氧化鈉，所以需要鹽酸體積大小順序是V₁ ＞V₂＞V₃；
任何電解質(zhì)溶液中都存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Cl^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺）、c（Cl^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（NH₄⁺），各溶液中所有離子濃度為所有陰離子濃度的2倍，氯化鈉溶液中水電離出的c（OH^-）=10^-7mol/L，氯化銨溶液中銨根離子水解導(dǎo)致c（OH^-）小于10^-7mol/L，根據(jù)物料守恒知，兩種溶液中氯離子濃度相等，所以?xún)煞N溶液中離子數(shù)目N（NaCl）＞N（NH₄Cl），
故答案為：V₁ ＞V₂＞V₃；＞；
（3）在25℃下，平衡時(shí)溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根據(jù)物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根據(jù)電荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的電離常數(shù)K_b=$\frac{c（O{H}^{-}）c（N{{H}_{4}}^{+}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$=$\frac{1{0}^{-7}×5×1{0}^{-3}}{0.5a-5×1{0}^{-3}}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案為：$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了酸堿混合溶液定性判斷、電離平衡常數(shù)的計(jì)算，題目難度中等，明確弱電解質(zhì)電離特點(diǎn)及電解質(zhì)濃度與其pH的關(guān)系是解本題關(guān)鍵，再結(jié)合電荷守恒、物料守恒來(lái)分析解答，試題培養(yǎng)了學(xué)生的靈活應(yīng)用能力．