Question

12．電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度的量．已知如表數(shù)據(jù)（25℃）：

化學式	電離平衡常數(shù)
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.4×10-7，K2=4.7×10-11

（1）25℃時，等濃度的三種溶液（a．NaCN溶液、b．Na₂CO₃溶液、c．CH₃COONa溶液）的pH由大到小的順序為b＞a＞c．（填寫序號）
（2）25℃時，向NaCN溶液中通入少量CO₂，所發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN．
（3）現(xiàn)有濃度為0.02mol/L的HCN與0.01mol/L NaOH等體積混合后，測得C（Na⁺）＞C（CN^-），下列關(guān)系正確的是BD．
A．C（H⁺）＞C（OH^-）                B．C（H⁺）＜C（OH^-）
C．C（H⁺）+C（HCN）═C（OH^-）        D．C（HCN）+C（CN^-）=0.01mol/L
（4）濃的Al₂（SO₄）₃溶液和濃的小蘇打（NaHCO₃）溶液混合可用于滅火，請用離子反應(yīng)方程式表示滅火的原理Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
（5）已知NaHC₂O₄水溶液顯酸性，請寫出該溶液中各離子濃度的大小c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；質(zhì)子守恒表達式c（OH^-）=c（H⁺）-c（C₂O₄^2-）+c（H₂C₂O₄）．
（6）H₂C₂O₄溶液和KMnO₄酸性溶液可發(fā)生反應(yīng)：H₂C₂O₄+MnO${\;}_{4}^{-}$+H⁺→CO₂+Mn²⁺+H₂O，若將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，請寫出原電池的負極的電極反應(yīng)H₂C₂O₄-2e=2CO₂+2H⁺，反應(yīng)中每生成標況下4.48LCO₂氣體，外電路中通過的電子的物質(zhì)的量為0.2mol．

Answer 1

分析 （1）酸的電離平衡常數(shù)越大，其酸根離子水解程度越小，則相同濃度的鈉鹽溶液堿性越弱；
（2）NaCN和少量CO₂反應(yīng)生成NaHCO₃、HCN；
（3）將0.02mol/L的HCN與0.01mol/L 的NaOH溶液等體積混合，溶液中的溶質(zhì)是等物質(zhì)的量濃度的NaCN、HCN，已知混合溶液中c（CN^-）＜c（Na⁺），根據(jù)電荷守恒可知c（H⁺）＜c（OH^-），混合溶液呈堿性，說明CN^-的水解程度大于HCN的電離程度，據(jù)此進行判斷；
（4）鋁離子與碳酸氫根離子發(fā)生雙水解反應(yīng)生成二氧化碳氣體和氫氧化鋁沉淀；
（5）根據(jù)草酸氫銨溶液顯示酸性及電荷守恒判斷溶液中各離子濃度大��；根據(jù)質(zhì)子守恒寫出草酸氫鈉溶液中的質(zhì)子守恒表達式；
（6）負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，該反應(yīng)中草酸失去電子生成二氧化碳氣體，據(jù)此寫出負極的電極反應(yīng)式；根據(jù)化合價變化計算出生成4.48L二氧化碳轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量．

解答 解：（1）電離平衡常數(shù)，CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN，等濃度的NaCN溶液、Na₂CO₃溶液、CH₃COONa溶液水解程度為：Na₂CO₃溶液＞NaCN溶液＞CH₃COONa溶液，故溶液的pH為：Na₂CO₃＞NaCN＞CH₃COONa，
故答案為：b＞a＞c；
（2）NaCN和少量CO₂反應(yīng)生成NaHCO₃、HCN，反應(yīng)方程式為：NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN，
故答案為：NaCN+CO₂+H₂O=NaHCO₃+HCN；
（3）將0.02mol/L的HCN與0.01mol/L 的NaOH溶液等體積混合，溶液中的溶質(zhì)是物質(zhì)的量濃度都為0.005mol•L^-1的NaCN、HCN，測得c（Na⁺）＞c（CN^-），根據(jù)電荷守恒可知：c（H⁺）＜c（OH^-），溶液呈堿性，所以HCN的濃度為0.005mol•L^-1，CN^-的濃度小于0.005mol•L^-1，
A．根據(jù)分析可知，溶液呈堿性，c（H⁺）＜c（OH^-），故A錯誤；
B．混合液呈堿性，則c（H⁺）＜c（OH^-），故B正確；
C．氫氧根離子濃度較小，c（CN^-）遠遠大于c（OH^-），故C錯誤；
D．根據(jù)物料守恒可知：c（HCN）+c（CN^-）=0.01mol/L，故D正確；
故答案為：BD；
（4）鋁離子與碳酸氫根離子混合發(fā)生雙水解生成氫氧化鋁沉淀和二氧化碳氣體，反應(yīng)的離子方程式為：Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；Al³⁺+3HCO₃^-═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
（5）草酸氫鈉溶液顯示酸性，則HC₂O₄^-的電離程度大于其水解程度，所以c（C₂O₄^2-）＞c（H₂C₂O₄），由于氫離子來自水的電離和HC₂O₄^-的電離，則c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-），HC₂O₄^-的水解程度較小，則c（HC₂O₄^-）＞c（C₂O₄^2-），所以溶液中各離子濃度大小為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；
草酸氫鈉溶液中存在的質(zhì)子守恒為：c（OH^-）=c（H⁺）-c （C₂O₄^2-）+c（H₂C₂O₄），
故答案為：c（Na⁺）＞c（HC₂O₄^-）＞c（H⁺）＞c（C₂O₄^2-）＞c（OH^-）；c（OH^-）=c（H⁺）-c （C₂O₄^2-）+c（H₂C₂O₄）；
（6）H₂C₂O₄溶液和KMnO₄酸性溶液可發(fā)生反應(yīng)：H₂C₂O₄+MnO₄^-+H⁺→CO₂+Mn²⁺+H₂O，若將該反應(yīng)設(shè)計成原電池，負極失去電子發(fā)生氧化反應(yīng)，該反應(yīng)中草酸失去電子被氧化生成二氧化碳，則負極的電極反應(yīng)式為：H₂C₂O₄-2e=2CO₂+2H⁺；
標準狀況下4.48L二氧化碳的物質(zhì)的量為：$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，H₂C₂O₄中C元素的化合價為+3價，二氧化碳分子中C的化合價為+4價，則生成0.2mol二氧化碳轉(zhuǎn)移的電子的物質(zhì)的量為：0.2mol×（4-3）=0.2mol，
故答案為：H₂C₂O₄-2e=2CO₂+2H⁺； 0.2．

點評 本題考查了弱電解質(zhì)的電離及其影響、離子濃度大小比較、原電池工作原理的應(yīng)用等知識，題目難度中等，明確弱電解質(zhì)的電離平衡及其影響因素、原電池工作原理為解答關(guān)鍵，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．