Question

【題目】已知甲酸的酸性強于醋酸。

(1)醋酸銨溶液呈中性，則甲酸銨溶液的pH____7（填“>”、“<”或“=”）；若HCOONH4、NH4HSO4、NH4Cl三種溶液中的c(NH4+)相同，則c(HCOONH4)、c(NH4Cl)、c(NH4HSO4)的由大到小的順序是_____________________________________。

(2)常溫下0.01 mol·L-1 的氨水中 ，該溶液的pH為_________。向0.01 mol·L-1的甲酸溶液中逐滴加入0.01 mol·L-1的氨水，該過程中的離子濃度關(guān)系不可能為__________。

A．c(HCOO-)>c(H+)>c(NH4+)>c(OH-) B．c(HCOO-)> c(NH4+)> c(H+) >c(OH-)

C．c(HCOO-)= c(NH4+) > c(H+) =c(OH-) D．c(HCOO-)> c(NH4+)>c(OH-)> c(H+)

E．c(NH4+)>c(HCOO-)> c(OH-)>c(H+)

(3)如圖是通過人工光合作用，以CO2和H2O為原料制備HCOOH和O2的原理示意圖。催化劑a附近的pH_______（填“增大”、“不變”或“減小”），催化劑b表面發(fā)生的電極反應(yīng)式為___________________。

(4)常溫下，0.02 mol·L-1的HCOONa溶液pH=8，則常溫下HCOOH的電離常數(shù)Ka約為_____________。

Answer 1

【答案】< c(HCOONH4)>c(NH4Cl)> c(NH4HSO4) 10 D 減小 CO2＋2H＋＋2e－=HCOOH 2×10-4 (mol·L-1)

【解析】

(1)CH3COONH4溶液呈中性，說明水解程度：CH3COO-=NH4+，酸性：HCOOH＞CH3COOH據(jù)此分析，根據(jù)HCOO-、H+對NH4+水解程度影響判斷，c(NH4+)相同時三種銨鹽濃度的大小；

(2)結(jié)合水的離子積常數(shù)計算；

分析氨水和甲酸反應(yīng)各階段溶質(zhì)，溶液的酸堿性，結(jié)合電荷守恒、物料守恒判斷；

(3)根據(jù)圖知，a上水失電子生成氧氣和氫離子；b上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成HCOOH；

(4)混合溶液的pH=8，分析溶液中c(H+)、c(OH-)、c(Na+)濃度，結(jié)合電荷守恒、物料守恒計算電離常數(shù) 。

(1)CH3COONH4溶液呈中性，說明水解程度：CH3COO-=NH4+，酸性：HCOOH＞CH3COOH，則水解程度：HCOO-＜NH4+，所以溶液呈酸性；HCOO-促進NH4+水解、H+抑制NH4+水解，NH4+水解程度越大，c(NH4+)相同的這三種銨鹽濃度越大，所以c(NH4+)相同時，c(HCOONH4)、c(NH4Cl)、c(NH4HSO4)由大到小的順序是c(HCOONH4)>c(NH4Cl)> c(NH4HSO4) ；

(2)常溫下0.01 molL-1的氨水中，c(H+)×c(OH-)=1×10-14，則c(H+)=1×10-10，pH=-lgc(H+)=10；

A．氨水的量很少時，溶液呈酸性，則c(H+)＞c(OH-)，根據(jù)電荷守恒得c(HCOO-)＞c(NH4+)，因為氨水的量很少，所以存在c(H+)＞c(NH4+)，則存在 c(HCOO-)＞c(H+)＞c(NH4+)＞c(OH-)，故A不符合題意；

B．當(dāng)二者恰好完全反應(yīng)時，甲酸銨溶液呈酸性，則c(H+)＞c(OH-)，根據(jù)電荷守恒得c(HCOO-)＞c(NH4+)，但是甲酸根離子和銨根離子水解程度都較小，所以存在c(HCOO-)＞c(NH4+)＞c(H+)＞c(OH-)，故B不符合題意；

C．混合溶液呈中性，則c(H+)=c(OH-)，根據(jù)電荷守恒得c(HCOO-)=c(NH4+)，水的電離程度較小，所以存在c(HCOO-)=c(NH4+)＞c(H+)=c(OH-)，故C不符合題意；

D．如果溶液呈堿性，則c(OH-)＞c(H+)，根據(jù)電荷守恒得c(NH4+)＞c(HCOO-)，所以不存在c(HCOO-)＞c(NH4+)＞c(OH-)＞c(H+)，故D符合題意；

E．如果溶液呈堿性，則c(OH-)＞c(H+)，根據(jù)電荷守恒得c(NH4+)＞c(HCOO-)，氨水的量小于甲酸銨，則存在c(NH4+)＞c(HCOO-)＞c(OH-)＞c(H+)，故E不符合題意；

(3)根據(jù)圖知，a上水失電子生成氧氣和氫離子，負極反應(yīng)式為2H2O-4e-=O2↑+4H+，因為有氫離子生成導(dǎo)致溶液pH減��；b上二氧化碳得電子和氫離子反應(yīng)生成HCOOH，電極反應(yīng)式為CO2+2e-+2H+=HCOOH；

(4)混合溶液的pH=8，則溶液中c(H+)=1×10-8，溶液中c(OH-)=1×10-6，鈉離子不水解則溶液中c(Na+)=0.02mol/L，根據(jù)電荷守恒得c(HCOO-)=c(Na+)+c(H+)-c(OH-)=(0.02+1×10-8-1×10-6)mol/L，根據(jù)物料守恒得c(HCOOH)=[0.02-(0.02+1×10-8-1×10-6)]mol/L=(1×10-6-1×10-8)mol/L，電離平衡常數(shù)。