Question

17．在含有弱電解質(zhì)的溶液中，往往有多個化學平衡共存．
（1）現(xiàn)將0.2mol•L^-1的HA酸溶液與0.1mol•L^-1 NaOH溶液等體積混合．若HA是HCN，溶液中c（Na⁺）＞c（CN^-），則該混合溶液c（H⁺）＜ c（OH^-）（填“＞”“＜”或“=”）．若HA是CH₃COOH，該混合溶液呈酸性，則c（CH₃COOH）＜c（CH₃COO^-）（填“＞”“＜”或“=”）．
（2）濃度為0.1mol•L^-1的下列各物質(zhì)的溶液中，c（NH₄⁺）由大到小的順序是②＞①＞④＞③．
①NH₄Cl    ②NH₄HSO₄    ③NH₃•H₂O     ④CH₃COONH₄
（3）土壤的pH一般在4～9之間．土壤中Na₂CO₃含量較高時，pH可高達10.5，加入石膏（CaSO₄•2H₂O）可降低土壤堿性，請寫出此反應的化學方程式CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．
（4）常溫下在20mL 0.1mol/L Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol/L HCl溶液40mL，溶液中含碳元素的各種微粒（CO₂因逸出未畫出）物質(zhì)的量分數(shù)（縱軸）隨溶液pH變化的部分情況如圖所示．
回答下列問題：
①已知常溫下0.1mol•L^-1Na₂CO₃溶液中，水電離出的c（OH^-）=0.01mol•L^-1，則該溶液的pH為12；
②在同一溶液中，H₂CO₃、HCO₃^-、CO₃^2-（填“能”或“不能”）不能大量共存；
③人造血液的pH約為7.4，則CO₂在血液中主要以HCO₃^-的形式存在．

Answer 1

分析 （1）如HA是HCN，反應后為等濃度的HCN、NaCN的混合溶液，根據(jù)溶液呈電中性的角度比較離子濃度大��；
如HA是CH₃COOH，反應后為等濃度的CH₃COOH、CH₃COONa的混合溶液，該混合溶液呈酸性，說明醋酸的電離程度大于醋酸根的水解程度；
（2）氫離子抑制銨根離子水解、醋酸根離子促進銨根離子水解，一水合氨是弱電解質(zhì)，相同濃度的溶液中一水合氨中銨根離子濃度最��；
（3）Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解顯堿性；
（4）①水電離出的c（OH^-）=0.01mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$mol/L=10^-12mol/L，pH=-lg c（H⁺）；
②酸性條件下，能存在大量碳酸，堿性條件下，能存在大量碳酸根離子；
③根據(jù)圖判斷C元素存在形式．

解答 解：（1）如HA是HCN，反應后為等濃度的HCN、NaCN的混合溶液，根據(jù)溶液電中性原則可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CN^-）+c（OH^-），由于c（Na⁺）＞c（CN^-），則c（H⁺）＜c（OH^-）；
如HA是CH₃COOH，反應后為等濃度的CH₃COOH、CH₃COONa的混合溶液，該混合溶液呈酸性，說明醋酸的電離程度大于醋酸根的水解程度，則c（CH₃COOH）＜c（CH₃COO^-），
故答案為：＜；＜；
（2）氫離子抑制銨根離子水解、醋酸根離子促進銨根離子水解，一水合氨是弱電解質(zhì)，相同濃度的溶液中一水合氨中銨根離子濃度最小，濃度相等的這幾種溶液中銨根離子濃度大小順序是②＞①＞④＞③，故答案為：②＞①＞④＞③；
（3）土壤中Na₂CO₃含量較高時，pH可以高達10.5，因為Na₂CO₃為強堿弱酸鹽，水解顯堿性，其水解的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（4）①水電離出的c（OH^-）=0.01mol•L^-1，溶液中c（H⁺）=$\frac{{K}_{w}}{c（O{H}^{-}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{0.01}$mol/L=10^-12mol/L，pH=-lg c（H⁺）=12，故答案為：12；
②H₂CO₃是二元弱酸，分步電離，電離方程式為：H₂CO₃?H⁺+HCO₃^-，HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-分別與H₂CO₃、CO₃^2-都能共存，酸性條件下，能存在大量碳酸，堿性條件下，存在大量碳酸根離子，因為二者存在環(huán)境不同，所以H₂CO₃和CO₃^2-在溶液中不能大量共存，
故答案為：不能；
③根據(jù)圖知，人體血液的pH約為7.4，則CO₂在血液中多以HCO₃^-的形式存在，故答案為：HCO₃^-．

點評 本題考查弱電解質(zhì)的電離和鹽類水解，側(cè)重考查學生分析判斷及識圖能力，明確弱電解質(zhì)電離及鹽類水解原理是解本題關(guān)鍵，難點是（2）題離子濃度大小比較，題目難度中等．