Question

12．已知某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四種離子，某同學(xué)推測其離子濃度大小順序有如下四種關(guān)系：
①c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
②c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
③c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
④c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）
（1）若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，則該溶質(zhì)是CH₃COONa，上述四種離子濃度的大小順序為①（填序號）．
（2）若上述關(guān)系中③是正確的，則溶液中的溶質(zhì)是CH₃COONa和CH₃COOH．
（3）若該溶液由體積相等的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，則混合前兩溶液的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為c（NaOH）小于c（CH₃COOH）（填“大于”“小于”“等于”，下同），混合前酸中c（H⁺）和堿中c（OH^-）的關(guān)系是：c（H⁺）小于c（OH^-）．
（4）水解反應(yīng)是典型的可逆反應(yīng)．水解反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)稱為水解常數(shù)（用Kh表示），請寫出Na₂CO₃第一步水解反應(yīng)的水解常數(shù)表達(dá)式：$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$．

Answer 1

分析 某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四種離子，溶質(zhì)可能是氫氧化鈉和醋酸鈉、醋酸鈉、醋酸鈉和醋酸；
（1）若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，只能為CH₃COONa溶液，由醋酸根離子水解溶液顯堿性來分析離子濃度大小；
（2）若上述關(guān)系中③是正確的，溶液呈酸性，且c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），則溶液中的溶質(zhì)是醋酸鈉和醋酸；
（3）若該溶液是由體積相等的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），當(dāng)二者濃度相等時，溶液為堿性，若為中性，則醋酸的濃度應(yīng)該稍大些，氫氧化鈉為強電解質(zhì)、醋酸為弱電解質(zhì)存在電離平衡，據(jù)此判斷混合前酸中c（H⁺）和堿中c（OH^-）的關(guān)系；
（4）寫出水解離子方程式，水解平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比．

解答 解：某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四種離子，溶質(zhì)可能是氫氧化鈉和醋酸鈉、醋酸鈉、醋酸鈉和醋酸；
（1）若溶液中只溶解了一種溶質(zhì)，該溶質(zhì)只能為CH₃COONa，醋酸根離子水解、鈉離子不水解，溶液呈堿性，CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，則c（OH^-）＞c（H⁺）、c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），醋酸根離子水解程度較小，所以c（CH₃COO^-）＞c（OH^-），則溶液中離子濃度大小順序是c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故選①；
故答案為：CH₃COONa；①；
（2）若上述關(guān)系中③是正確的，溶液呈酸性，且c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），則溶液中的溶質(zhì)是CH₃COONa和CH₃COOH，醋酸電離程度比醋酸根離子水解程度大，溶液顯酸性，離子濃度大小為：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案為：CH₃COONa和CH₃COOH；
（3）醋酸鈉是強堿弱酸鹽，其溶液呈堿性，若該溶液是由體積相等的氫氧化鈉溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，則c（H⁺）=c（OH^-），要使混合溶液呈中性，則醋酸的物質(zhì)的量大于氫氧化鈉，由于二者體積相等，則混合前兩溶液的物質(zhì)的量濃度大小關(guān)系為：c（NaOH）＜c（CH₃COOH）；
要使混合溶液呈中性，則醋酸的物質(zhì)的量大于氫氧化鈉，由于二者體積相等，醋酸是弱酸，部分電離，堿是強堿完全電離，所以混合前酸中c（H⁺）小于堿溶液中的c（OH^-），
故答案為：小于；小于；
（4）碳酸鈉溶液中碳酸根離子分步水解，Na₂CO₃第一步水解反應(yīng)的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解平衡常數(shù)等于生成物濃度系數(shù)次冪之積與反應(yīng)物濃度系數(shù)次冪之積的比，Kh=$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$，
故答案為：$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$．

點評 本題考查了離子濃度大小比較、酸堿混合的定性判斷、鹽類水解原理，明確溶液中的溶質(zhì)及溶液酸堿性再結(jié)合電荷守恒來分析解答，知道弱電解質(zhì)電離特點，題目難度中等．