Question

16．中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，淡黃色的pH試紙常用于測(cè)定溶液的酸堿性．在25℃時(shí)，若溶液的pH=7，試紙不變色；若pH＜7，試紙變紅色；若pH＞7，試紙變藍(lán)色．而要精確測(cè)定溶液的pH，需用pH計(jì)．pH計(jì)主要通過(guò)測(cè)定溶液中H⁺濃度來(lái)測(cè)定溶液的pH．
（1）已知水中存在如下平衡：H₂O+H₂O?H₃O⁺+OH^-△H＞0現(xiàn)欲使平衡向右移動(dòng)，且所得溶液呈酸性，選擇的方法是A（填字母）．
A．向水中加入NaHSO₄
B．向水中加入Al₂（SO₄）₃
C．加熱水至100℃[其中c（H⁺）=1×10^-6 mol•L^-1]
D．在水中加入Na₂CO₃
（2）現(xiàn)欲測(cè)定100℃沸水的pH及酸堿性，若用pH試紙測(cè)定，則試紙顯淡黃色，溶液呈中性（填“酸”、“堿”或“中”）；若用pH計(jì)測(cè)定，則pH＜7（填“＞”、“＜”或“=”），溶液呈中性（填“酸”、“堿”或“中”）．
（3）現(xiàn)有25℃時(shí)0.1mol•L^-1的氨水．請(qǐng)回答以下問(wèn)題：
①若向氨水中加入少量硫酸銨固體，此時(shí)溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$減小（填“增大”、“減小”或“不變”）．
②若向氨水中加入稀硫酸至溶液的pH=7，此時(shí)c（NH₄⁺）=a mol•L^-1，則c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$amol•L^-1
③若向氨水中加入稀硫酸，使其恰好中和，寫(xiě)出反應(yīng)的離子方程式：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；所得溶液的pH＜7（填“＞”、“＜”或“=”），用離子方程式表示其原因NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺
④若向氨水中加入pH=1的硫酸，且氨水與硫酸的體積比為1：1，則所得溶液中各離子物質(zhì)的量濃度由大到小的順序是c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）使水的電離平衡向右移動(dòng)的方法有：升高溫度、加入含有弱根離子的鹽等，如果溶液呈酸性，說(shuō)明加入的物質(zhì)和氫氧根離子反應(yīng)，導(dǎo)致溶液中氫氧根離子濃度小于氫離子濃度而使溶液呈酸性；
（2）100℃沸水顯示中性，根據(jù)中性環(huán)境下pH試紙的顏色來(lái)確定即可；在25℃時(shí)，水的pH=7，溫度升高，則pH增大，水在任何溫度下均為中性；
（3）①向氨水中加入硫酸銨，抑制一水合氨電離；
②溶液呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒判斷離子濃度；
③若向氨水中加入硫酸，二者恰好反應(yīng)生成硫酸銨，硫酸銨是強(qiáng)酸弱堿鹽，其溶液呈酸性；
④0.1mol•L^-1的氨水與pH=1的硫酸混合，硫酸濃度為0.5mol/L，且氨水與硫酸的體積比為1：1，生成硫酸銨．

解答 解：（1）A．向水中加入Al₂（SO₄）₃，強(qiáng)酸弱堿鹽能水解，鋁離子和氫氧根離子結(jié)合生成氫氧化鋁，從而促進(jìn)水電離，導(dǎo)致溶液中C（OH^-）＜C（H⁺），溶液呈酸性，故A正確；
B．在水中加入NaHSO₄，溶解后電離出氫離子，抑制水電離，平衡向左移動(dòng)，且溶液中C（H⁺）＞C（OH^-），溶液呈酸性，故B錯(cuò)誤；
C．水的電離是吸熱反應(yīng)，加熱至100℃，促進(jìn)水電離，溶液C（OH^-）=C（H⁺），溶液呈中性，故C錯(cuò)誤；
D．在水中加入Na₂CO₃，促進(jìn)水的電離，C（H⁺）＜C（OH^-），水解顯堿性，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A；
（2）100℃沸水仍然是中性的，pH試紙測(cè)定溶液的酸堿性時(shí)，中性溶液不變色，所以是淡黃色的，溫度升高會(huì)促進(jìn)水的電離，所以水的pH會(huì)減小，pH=6＜7為中性，水在任何溫度下均為中性的，若用pH計(jì)測(cè)定，則溶液呈中性；
故答案為：淡黃；中；＜；中；
（3）①向氨水中加入硫酸銨，銨根離子濃度增大抑制一水合氨電離，平衡向左移動(dòng)，則氫氧根離子物質(zhì)的量減小，一水合氨分子物質(zhì)的量增大，所以溶液中$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$ 減小，故答案為：減��；
②混合溶液呈中性，所以c（H⁺）=c（OH^-），根據(jù)電荷守恒得c（NH₄⁺）+c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），所以c（SO₄^2-）=$\frac{1}{2}$c（NH₄⁺）=$\frac{1}{2}$amol•L^-1，
故答案為：$\frac{1}{2}$amol•L^-1；
③若向氨水中加入硫酸，二者恰好反應(yīng)生成硫酸銨，反應(yīng)的離子方程式為NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O，硫酸銨為強(qiáng)酸弱堿鹽，銨根離子水解而使其溶液呈酸性，pH＜7，水解離子方程式為NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液呈酸性則c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：NH₃•H₂O+H⁺=NH₄⁺+H₂O；＜；NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；
④0.1mol•L^-1的氨水與pH=1的硫酸混合，硫酸濃度為0.5mol/L，且氨水與硫酸的體積比為1：1，生成硫酸銨，溶液中存在電荷守恒c（H⁺）+c（NH₄⁺）=2c（SO₄^2-）+c（OH^-），c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-），銨根離子水解程度較小，所以c（SO₄^2-）＞c（H⁺），則離子濃度大小順序是 c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：c（NH₄⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查弱電解質(zhì)的電離平衡，為高頻考點(diǎn)，把握電離平衡移動(dòng)、酸堿混合計(jì)算為解答的關(guān)鍵，側(cè)重分析與應(yīng)用能力的考查，綜合性較強(qiáng)，題目難度不大．