Question

13．Ⅰ．（1）在課本甲烷和氯氣的取代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，向大試管中充入反應(yīng)氣體的方法是通過(guò)排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣．
（2）CO₂在自然界循環(huán)時(shí)可與CaCO₃反應(yīng)，CaCO₃是一種難溶物質(zhì)，其Ksp=3.8×10 ^-9．CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，現(xiàn)將等體積的CaCl₂溶液與Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的濃度為4×10 ^-4mo1/L，則生成沉淀所需CaCl₂溶液的最小濃度為3.8×10^-5mol/L．
Ⅱ．在溫度t℃下，某Ba（OH）₂的稀溶液中c（H⁺）=10^-amol/L，c（OH^-）=10^-bmol/L，已知a+b=12，向該溶液中逐滴加入pH=b的NaHSO₄，測(cè)得混合溶液的部分pH如下表所示：

序號(hào)	氫氧化鋇溶液的體積/mL	硫酸氫鈉溶液的體積/mL	溶液的pH
①	33.00	0.00	8
②	33.00	x	7
③	33.00	33.00	6

（1）x=27.00ml．
（2）將此溫度下的Ba（OH）₂溶液取出1ml，加水稀釋至1L，則此稀釋后的溶液中c（Ba²⁺）﹕c（OH^-）=1：20；
（3）與NaHSO₄相同，NaHSO₃ 和NaHCO₃也為酸式鹽．已知NaHSO₃溶液呈酸性、NaHCO₃溶液呈堿性．現(xiàn)有濃度均為0.1mol•L^-1的NaHSO₃溶液和NaHCO₃溶液，溶液中各粒子的物質(zhì)的量濃度存在下列關(guān)系（R表示S或C），其中可能正確的是AC（填字母）
A．c（Na⁺）＞c（HRO₃^-）＞c（H⁺）＞c（RO₃^2-）＞c（OH^-）
B．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HRO₃^-）+c（RO₃^2-）+c（OH^-）
C．c（H⁺）+c（H₂RO₃）=c（RO₃^2-）+c（OH^-）
D．兩溶液中c（Na⁺）、c（HRO₃^-）、c（RO₃^2-）分別相等．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）依據(jù)甲烷和氯氣物理性質(zhì)分析，采取排飽和食鹽水的方法收集；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為4×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=4×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）計(jì)算沉淀時(shí)混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍；
Ⅱ、（1）根據(jù)水電離離子積及溶液的pH計(jì)算出氫氧化鋇溶液中氫氧根離子濃度；兩溶液混合后溶液的pH=8，根據(jù)該溫度下水的離子積可知，混合液顯示堿性，說(shuō)明氫氧根離子過(guò)量，根據(jù)題中數(shù)據(jù)計(jì)算出x；
（2）先根據(jù)氫氧化鋇溶液中氫氧根離子濃度計(jì)算出氫氧化鋇的濃度、鋇離子濃度，再計(jì)算出稀釋1000倍后溶液中鋇離子濃度；而對(duì)于氫氧化鋇溶液中，氫氧根離子在稀釋過(guò)程中其濃度只能無(wú)限接近中性時(shí)離子濃度，據(jù)此計(jì)算出二者濃度之比；
（3）A、NaHSO₃溶液呈酸性說(shuō)明亞硫酸氫離子電離大于水解；
B、依據(jù)溶液中電荷守恒分析判斷；
C、依據(jù)溶液中的物料守恒進(jìn)行判斷；
D、溶液中電離和水解程度不同，離子濃度不同．

解答 解：Ⅰ．（1）甲烷難溶于水，氯氣在飽和氯化鈉溶液中溶解度減小，利用排飽和食鹽水的方法收集混合氣體，通過(guò)排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣，
故答案為：通過(guò)排飽和食鹽水的方法先后收集半試管甲烷和半試管氯氣；
（2）Na₂CO₃溶液的濃度為4×10^-4mol/L，等體積混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×4×10^-4mol/L=2×10^-4mol/L，根據(jù)Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=3.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{3.8×1{0}^{-9}}{2×1{0}^{-4}}$mol/L=1.9×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小濃度為2×1.9×10^-5mol/L=3.8×10^-5mol/L．
故答案為：3.8×10^-5mol/L；
Ⅱ．（1）氫氧化鋇溶液的pH=8，水電離離子積為1×10^-12，則溶液中氫氧根離子濃度為：c（OH^-）=10^-bmol/L=$\frac{1×1{0}^{-12}}{1×1{0}^{-8}}$mol/L=10^-4mol/L，所以b=4；
兩溶液混合后溶液的pH=7，根據(jù)水電離離子積為1×10^-12可知溶液顯示堿性，反應(yīng)后的溶液中氫氧根離子濃度為10^-5mol/L，則$\frac{1×1{0}^{-4}mol/L×（33-x）×1{0}^{-3}L}{（33+x）×1{0}^{-3}L}$=10^-5mol/L，解得x=27.00，
故答案為：27.00；
（2）氫氧化鋇溶液中氫氧根離子濃度為：10^-4mol/L，則氫氧化鋇的濃度為5×10^-5mol/L，c（Ba²⁺）=c[Ba（OH）₂]=5×10^-5mol/L，1mL該氫氧化鋇溶液稀釋到1L時(shí)，鋇離子濃度為：$\frac{5×1{0}^{-5}}{1000}$mol/L=5×10^-8mol/L，而氫氧根離子濃度只能無(wú)限接近1×10^-6mol/L，所以稀釋后溶液中c（Ba²⁺）﹕c（OH^-）=5×10^-8mol/L：1×10^-6mol/L=1：20，
故答案為：1：20；
（3）A、若是亞硫酸氫鈉溶液，NaHSO₃溶液呈酸性說(shuō)明亞硫酸氫離子電離大于水解、溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HSO₃^-）＞＞c（SO₃^2-）＞c（OH^-），所以該離子濃度關(guān)系可能成立，故A正確；
B、溶液中存在電荷守恒為：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HRO₃^-）+2c（RO₃^2-）+c（OH^-），故B錯(cuò)誤；
C、依據(jù)電荷守恒，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HRO₃^-）+2c（RO₃^2-）+c（OH^-），物料守恒得到c（Na⁺）=c（HRO₃^-）+c（RO₃^2-）+c（H₂RO₃），二者結(jié)合得到：c（H⁺）+c（H₂RO₃）=c（RO₃^2-）+c（OH^-），故C正確；
D、溶液中電離和水解程度不同，溶液中各離子濃度不同，故D錯(cuò)誤；
故答案為：AC．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了水的電離及其影響因素、溶液酸堿性與溶液pH的計(jì)算、溶液中離子濃度大小比較等知識(shí)，題目難度中等，試題涉及的題量較大，知識(shí)點(diǎn)較大，注意掌握酸堿混合時(shí)的定性判斷、溶液酸堿性與溶液pH的計(jì)算方法，明確溶液中離子濃度大小比較的方法，注意明確氫氧化鋇溶液稀釋后氫氧根離子濃度為該溫度下的中性時(shí)的濃度，題目難度中等．