Question

10．25℃時，現(xiàn)有濃度均為0.1mol/L的下列7種溶液：
①HCl，②CH₃COOH，③Ba（OH）₂，④Na₂CO₃，⑤KCl，⑥NH₄Cl，⑦NaHCO₃
（1）上述7種溶液，pH由小到大的順序為①②⑥⑤⑦④③（填寫編號）．
（2）溶液④中各離子濃度由大到小的順序是c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（3）寫出溶液⑦中的電荷守恒等式c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-）．
（4）寫出溶液⑦中的物料守恒等式c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）．
（5）寫出溶液⑥中的質(zhì)子守恒等式c（H⁺）=c（NH₃•H₂O）+c（OH^-）．
（6）將①和③按體積比1：2混合后，混合液的pH=13．
（7）等體積的①、②中，分別加入足量的鋅粒，產(chǎn)生的氫氣的體積（相同狀況下）大小關(guān)系為：①=②（填＞、﹦、＜）．
（8）溶液①中由水電離出的c（H⁺）為10^-13mol/L．
（9）已知25℃溶液⑥的pH=5，溶液⑥中由水電離出的c（H⁺）為10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）先將物質(zhì)的按照堿、鹽、酸的順序分類，再根據(jù)鹽的水解和弱電解質(zhì)的電離特點比較pH，④Na₂CO₃和⑦NaHCO₃，都是強堿弱酸鹽，溶液顯堿性，⑤KCl是強堿強酸鹽溶液呈中性，⑥NH₄Cl是強酸弱堿鹽，溶液顯酸性；
（2）溶液④為碳酸鈉溶液，溶液中碳酸根離子分步水解，溶液顯堿性；
（3）⑦為NaHCO₃溶液，溶液中存在陽離子Na⁺、H⁺，陰離子為HCO₃^-、OH^-、CO₃^2-，電解質(zhì)溶液呈中性，溶液中陰陽離子所帶電荷數(shù)相同，據(jù)此書寫電荷守恒；
（4）溶液⑦中的物料守恒是指溶液中存在的離子中，鈉元素和碳元素守恒，n（Na⁺）=n（C），溶液體積相同，元素物質(zhì)的量關(guān)系為濃度關(guān)系，碳元素所有存在形式的離子物質(zhì)的量和鈉離子物質(zhì)的量相同；
（5）溶液⑥中的質(zhì)子守恒是指水溶液中氯化銨水解顯酸性，溶液中水電離出的氫離子和氫氧根離子相同，由于銨根離子水解，氫氧根離子存在形式變化為氫氧根離子和一水合氨，但水電離出的所有氫離子和氫氧根離子相同，據(jù)此寫出質(zhì)子守恒；
（6）濃度均為0.1mol/L的溶液①HCl和③Ba（OH）₂按體積比1：2混合后，堿過量，計算反應(yīng)后溶液中氫氧根離子濃度，用離子積常數(shù)換算出氫離子濃度，溶液PH=-lgc（H⁺）；
（7）等體積等濃度的①HCl、②CH₃COOH中，溶質(zhì)物質(zhì)的量相同，加入足量鋅發(fā)生反應(yīng)生成氫氣相同；
（8）溶液①HCl濃度為0.1mol/L，溶液中由水電離出的c（H⁺）_水=c（OH^-）_水=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$；
（9）已知25℃溶液⑥NH₄Cl的pH=5，溶液中銨根離子水解顯酸性，溶液中由水電離出的c（H⁺）=10^-5mol/L．

解答 解：（1）鹽酸和醋酸為酸，氫氧化鋇為堿，碳酸鈉、氯化鉀、氯化銨和碳酸氫鈉為鹽，碳酸鈉為強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，氯化鉀為強酸強堿鹽，為中性，氯化銨為強酸弱堿鹽，其溶液為酸性，碳酸氫鈉溶液中碳酸氫根離子水解程度小于碳酸鈉溶液中碳酸根離子水解程度，所以碳酸鈉溶液堿性大于碳酸氫鈉，相同濃度的鹽酸和醋酸，醋酸中氫離子濃度小于鹽酸，所以pH鹽酸小于醋酸，則這幾種溶液的pH由小到大的順序是①②⑥⑤⑦④③，
故答案為：①②⑥⑤⑦④③；
（2）溶液④為碳酸鈉溶液，溶液中碳酸根離子分步水解，溶液顯堿性，CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液中離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案為：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（3）⑦為NaHCO₃溶液，溶液中存在陽離子Na⁺、H⁺，陰離子為HCO₃^-、OH^-、CO₃^2-，電解質(zhì)溶液呈中性，存在的電荷守恒為：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-），故答案為：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（HCO₃^-）+c（OH^-）+2c（CO₃^2-）；
（4）碳酸氫鈉溶液中存在水解平衡和電離平衡，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，溶液⑦中的物料守恒是指溶液中存在的離子中，鈉元素和碳元素守恒，n（Na⁺）=n（C），溶液體積相同，元素物質(zhì)的量關(guān)系為濃度關(guān)系，碳元素所有存在形式的離子物質(zhì)的量和鈉離子物質(zhì)的量相同，溶液中存在的物料守恒為：c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO3）+c（CO₃^2-），
故答案為：c（Na⁺）=c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）；
（5）氯化銨水解顯酸性，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液中水電離出的氫離子和氫氧根離子相同，由于銨根離子水解，氫氧根離子存在形式變化為氫氧根離子和一水合氨，溶液中的質(zhì)子守恒為：c（H⁺）=c（NH₃•H₂O）+c（OH^-），故答案為：c（H⁺）=c（NH₃•H₂O）+c（OH^-）；
（6）濃度均為0.1mol/L的溶液①HCl和③Ba（OH）₂按體積比1：2混合后，堿過量，鹽酸和氫氧化鋇是強酸強堿，鹽酸溶液中氫離子物質(zhì)的量=0，1mol/L×1L=01mol，氫氧化鋇溶液中氫氧根離子物質(zhì)的量=0.1mol/L×2×2L=0.4mol，按照反應(yīng)定量關(guān)系可知，H⁺+OH^-=H₂O，剩余氫氧根離子物質(zhì)的量為0.4mol-0.1mol=0.3mol，混合后計算反應(yīng)后溶液中氫氧根離子濃度c（OH^-）=$\frac{0.3mol}{3L}$=0.1mol/L，用離子積常數(shù)換算出氫離子濃度c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13mol/L，溶液PH=-lgc（H⁺）=13，
故答案為：13；
（7）等體積等濃度的①HCl、②CH₃COOH中，溶質(zhì)物質(zhì)的量相同，都是一元酸，和足量鋅反應(yīng)得到氫氣量相同，故答案為：=；
（8）溶液①HCl濃度為0.1mol/L，酸溶液中酸電離出的氫離子濃度c（H⁺）=0.1mol/L，溶液中由水電離出的c（H⁺）_水=c（OH^-）_水=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{0.1}$=10^-13mol/L，
故答案為：10^-13；
（9）已知25℃溶液⑥NH₄Cl的pH=5，溶液中銨根離子水解顯酸性，NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，溶液中水電離出的氫氧根離子被銨根離子結(jié)合生成一水合氨，所以溶液中由水電離出的c（H⁺）=10^-5mol/L，故答案為：10^-5．

點評 本題考查了鹽類水解原理，溶液PH大小比較和計算，離子濃度大小分析，溶液中電荷守恒、物料守恒、質(zhì)子守恒的理解應(yīng)用，水電離平衡中離子積常數(shù)的計算，題目綜合性強涵蓋知識豐富，題目難度中等．