Question

17．分析、歸納、探究是學(xué)習(xí)化學(xué)的重要方法和手段之一．下面就電解質(zhì)A回答有關(guān)問(wèn)題（假定以下都是室溫時(shí)的溶液）．
（1）電解質(zhì)A的化學(xué)式為Na_nB，測(cè)得濃度為c mol/L的A溶液的pH=a．
①試說(shuō)明H_nB的酸性強(qiáng)弱當(dāng)a=7時(shí)，H_nB為強(qiáng)酸，當(dāng)a＞7時(shí)H_nB為弱酸．
②當(dāng)a=10時(shí)，A溶液呈堿性的原因是（用離子方式程式表示）B^n-+H₂O?HB^（n-1）-+OH^-．
③當(dāng)a=10、n=1時(shí)，A溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)閏（Na⁺）＞c（B^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．c（OH^-）-c（HB）=10^-10 mol/L．
④當(dāng)n=1、c=0.1、溶液中c（HB）：c（B^-）=1：99時(shí)，A溶液的pH為11（保留整數(shù)值）．
（2）已知難溶電解質(zhì)A的化學(xué)式為X_nY_m，相對(duì)分子質(zhì)量為M，測(cè)得其飽和溶液的密度為ρ g/cm³，X^m+離子的濃度為c mol/L，則該難溶物X_nY_m的溶度積常數(shù)為K_sp=（$\frac{m}{n}$）^m•c^m+n，該溫度下X_nY_m的溶解度S=$\frac{100cM}{1000ρn-cM}$．

Answer 1

分析 （1）①依據(jù)鹽溶液PH分析判斷對(duì)應(yīng)酸堿的強(qiáng)弱，弱離子水解鹽溶液顯示了酸堿性；
②依據(jù)鹽類水解的實(shí)質(zhì)分析書(shū)寫(xiě)離子方程式；
③根據(jù)溶液中的pH、電荷守恒、物料守恒、鹽的水解原理進(jìn)行分析、計(jì)算、比較離子濃度大��；
④根據(jù)c（HB）：c（B^-）=1：99計(jì)算出水解生成氫氧根離子的濃度，再根據(jù)水的離子積計(jì)算出溶液中氫離子的濃度，然后計(jì)算pH；
（2）根據(jù)電解質(zhì)A的化學(xué)式寫(xiě)出溶解平衡，根據(jù)溶度積常數(shù)表達(dá)式及題數(shù)中數(shù)據(jù) 計(jì)算出該難溶物X_nY_m的溶度積常數(shù)為K_sp，依據(jù)溶解度概念計(jì)算溶解度，計(jì)算100g水達(dá)到飽和溶解溶質(zhì)質(zhì)量．

解答 解：（1）①電解質(zhì)A的化學(xué)式為Na_nB，測(cè)得濃度為c mol/L的A溶液的pH=a．當(dāng)a=7說(shuō)明是強(qiáng)酸強(qiáng)堿鹽，H_nB為強(qiáng)酸，當(dāng)a大于7，Na_nB為強(qiáng)堿弱酸鹽，在溶液中發(fā)生了水解：B^n-+H₂O?HB^（n-1）-+OH^-，H_nB為弱酸，
故答案為：當(dāng)a=7時(shí)，H_nB為強(qiáng)酸，當(dāng)a＞7時(shí)H_nB為弱酸；
②Na_nB溶液的pH=10，Na_nB為強(qiáng)堿弱酸鹽，在溶液中發(fā)生了水解：B^n-+H₂O?HB^（n-1）-+OH^-；
故答案為：B^n-+H₂O?HB^（n-1）-+OH^-；
③當(dāng)a=10，n=1時(shí)，由于B^-離子水解，溶液呈堿性，溶液中B^-離子濃度減小，小于溶液中鈉離子的濃度，水解是少量的，所以A溶液中各種離子濃度由大到小的順序?yàn)椋篶（Na⁺）＞c（B^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
溶液中存在電荷守恒：c（B^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺）；
物料守恒：c（Na⁺）=c（HB）+c（B^-）；
將鈉離子濃度帶入電荷守恒可得：c（B^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（HB）+c（B^-），c（OH^-）-c（HB）=c（H⁺）=1×10^-10mol/L；
故答案為：c（Na⁺）＞c（B^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；1×10^-10 mol/L；
③當(dāng)n=1、c=0.1，溶液中c（HB）：c（B^-）=1：99時(shí)，參與水解的B^-離子為1%，水解生成氫氧根離子濃度為：0.1mol/L×1%=0.001mol/L，則C（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-3}}$=1O^-11（mol/L），所以溶液的pH為11；
故答案為：11；
（2）已知難溶電解質(zhì)A的化學(xué)式為X_nY_m，相對(duì)分子質(zhì)量為M，測(cè)得其飽和溶液的密度為ρ g/cm³，X^m+離子的濃度為c mol/L，X_nY_m的溶解平衡為：X_nY_m（s）?nX^m+（aq）+mY^n-（aq），X^m+離子的濃度為c mol/L，Y^n-的濃度為$\frac{cm}{n}$mol/L，K_sp=cⁿ（X^m+）×c^m（Y^n-）=cⁿ×（$\frac{cm}{n}$）^m=（$\frac{m}{n}$）^m•c^m+n，
溶液為1L，溶液質(zhì)量=1000×ρg/ml=1000ρg，溶質(zhì)物質(zhì)的量=$\frac{c}{n}$mol/L×1L×Mg/mol，溶解度S=100×$\frac{\frac{c}{n}M}{1000ρ-\frac{c}{n}×M}$=$\frac{100cM}{1000ρn-cM}$，
該溫度下X_nY_m的溶解度S=$\frac{100cM}{1000ρn-cM}$；
故答案為：（$\frac{m}{n}$）^m•c^m+n，$\frac{100cM}{1000ρn-cM}$；

點(diǎn)評(píng) 本題考查了溶液pH的簡(jiǎn)單計(jì)算、溶液中離子濃度大小比較、難溶電解質(zhì)的溶解平衡等知識(shí)，題目難度較大，注意掌握溶液中電荷守恒和物料守恒的應(yīng)用，明確pH計(jì)算方法、溶度積常數(shù)的含義及計(jì)算方法是解題關(guān)鍵．