Question

8．已知H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7、K_a2=5.6×10^-11；HClO的K_a=3.0×10^-8，HF的K_a=3.5×10^-4．
（1）NaClO溶液中通入少量CO₂發(fā)生反應的離子方程式為ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-．
（2）在飽和氯水中加入NaHCO₃，直至溶液的黃綠色褪去，則發(fā)生反應的離子方程式為Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑．
（3）常溫下，將pH和體積都相同的氫氟酸和次氯酸分別加蒸餾水稀釋，pH隨溶液體積變化如圖所示．
①曲線Ⅰ為HF稀釋時pH的變化曲線．
②取A點的兩種酸溶液，中和相同體積、相同濃度的NaOH溶液，消耗HClO體積較�。�
（4）25℃時，將0.40mol•L^-1 HCN溶液與0.20mol•L^-1 NaOH溶液各100mL混合后，測得溶液的pH=a（a＞7）．則該溶液中所有離子濃度大小關系為c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；c（HCN）-c（CN^-）=2[10 ^a-14-10^-a]mol•L^-1．（假設混合后體積等于兩種溶液體積之和）

Answer 1

分析 （1）酸性強弱HClO＞HCO₃^-，根據(jù)強酸制取弱酸知，二者反應生成碳酸氫鈉和次氯酸；
（2）H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7＞HClO的K_a=3.0×10^-8＞H₂CO₃的K_a2=5.6×10^-11，所以氯水中加入NaHCO₃，只有鹽酸反應，而次氯酸不反應，由此分析解答；
（3）①根據(jù)HClO的K_a=3.0×10^-8＜HF的K_a=3.5×10^-4，氫氟有酸是強于次氯酸，相同溫度下，相同pH值的氫氟酸和次氯酸溶液，次氯酸濃度大，溶液稀釋時，次氯酸進一步電離，其溶液中離子濃度大于氫氟酸的離子濃度；
②中和相同體積、相同濃度的NaOH溶液，酸性弱的消耗的量少；
（4）25℃時，將0.40mol•L^-1 HCN溶液與0.20mol•L^-1 NaOH溶液各100mL混合后，得到等物質(zhì)的量濃度的NaCN和HCN的混合溶液，以NaCN的水解占主導，所以離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）、根據(jù)物料守恒得2c（Na⁺）=c（HCN）+c（CN^-），所以得c（HCN）+2c（H⁺）=2c（OH^-）+c（CN^-），則c（HCN）-c（CN^-）=2c（OH^-）-2c（H⁺）．

解答 解：（1）酸性強弱HClO＞HCO₃^-，根據(jù)強酸制取弱酸知，二者反應生成碳酸氫鈉和次氯酸，離子方程式為ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-，
故答案為：ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-；
（2）H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7＞HClO的K_a=3.0×10^-8＞H₂CO₃的K_a2=5.6×10^-11，所以氯水中加入NaHCO₃，只有鹽酸反應，而次氯酸不反應，所以發(fā)生反應的離子方程式為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑，故答案為：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（3）①根據(jù)HClO的K_a=3.0×10^-8＜HF的K_a=3.5×10^-4，氫氟有酸是強于次氯酸，相同溫度下，相同pH值的氫氟酸和次氯酸溶液，次氯酸濃度大，溶液稀釋時，次氯酸進一步電離，其溶液中離子濃度大于氫氟酸的離子濃度，所以pH變化小的曲線為次氯酸，故II應為次氯酸稀釋時的pH值變化曲線，則Ⅰ為HF，故答案為：HF；   
②中和相同體積、相同濃度的NaOH溶液，酸性弱的消耗的量少，所以HClO消耗體積較小，故答案為：HClO；  
（4）25℃時，將0.40mol．L^-1HCN溶液與0.20mol．L^-1NaOH溶液各100mL混合后，混合溶液中溶質(zhì)為等物質(zhì)的量濃度的HCN和NaCN，測得溶液的pH=a（a＞7），溶液呈堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），說明NaCN水解程度大于HCN，結(jié)合電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）得c（Na⁺）＞c（CN^-），鹽類水解較微弱，所以離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）、根據(jù)物料守恒得2c（Na⁺）=c（HCN）+c（CN^-），所以得c（HCN）+2c（H⁺）=2c（OH^-）+c（CN^-），則c（HCN）-c（CN^-）=2c（OH^-）-2c（H⁺）=2[10 ^a-14-10^-a]mol/L，
故答案為：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；2[10 ^a-14-10^-a]．

點評 本題考查酸堿混合溶液定性判斷，為高頻考點，明確各個物理量之間關系是解本題關鍵，注意電荷守恒、物料守恒的靈活運用，注意該混合溶液中HCN電離程度小于CN^-水解程度．