Question

（1）硫酸是強酸，中學階段將硫酸在水溶液中看作完全電離．但事實是，硫酸在水中的第一步電離是完全的，第二步電離并不完全，其電離情況為：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-．
請回答下列有關問題：
①Na₂SO₄溶液呈

 

（填“弱酸性”、“中性”或“弱堿性”），其理由是

 

（用離子方程式表示）；
②H₂SO₄溶液與BaCl₂溶液反應的離子方程式為：

 

；
③在0.10mol/L的Na₂SO₄溶液中，下列離子濃度關系正確的是

 

（填寫編號）；
A．c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）+c（H₂SO₄）=0.1mol/L
B．c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-）
C．c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-）
D．c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺）
（2）硼酸在玻璃制造和醫(yī)藥領域應用廣泛．硼酸（H₃BO₃）溶液中存在如下反應：H₃BO₃（aq）+H₂O（l）?[B（OH）₄]^-（aq）+H⁺（aq）K=5.7×10^-10（298K）
①實驗中不慎將NaOH沾到皮膚時，用大量水洗后要涂上硼酸溶液．寫出硼酸與NaOH反應的離子方程式

 

．
②已知298K時：

化學式	H2CO3	CH3COOH	NH3?H2O
電離常數(shù)	K1=4.4×10-7 K2=4.7×10-11	K=1.75×10-5	K=1.75×10-5

（a）下列說法正確的是

 

．
A．碳酸鈉溶液滴入硼酸中能觀察到有氣泡產(chǎn)生
B．碳酸鈉溶液滴入醋酸中能觀察到有氣泡產(chǎn)生
C．等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，pH：前者＞后者
D．等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者＞后者
E．硼酸鈉溶液中通入CO₂可能生成碳酸鈉
（b）寫出醋酸銨水解反應的離子方程式

 

，298K時，計算CH₃COONH₄的水解常數(shù)K_h=

 

（計算結果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

考點：離子濃度大小的比較,離子方程式的書寫,弱電解質在水溶液中的電離平衡

專題：電離平衡與溶液的pH專題

分析：（1）②硫酸根離子易水解而使硫酸鈉溶液呈堿性；
②硫酸溶液中存在HSO₄^-離子，硫酸氫根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀；
③任何溶液中都存在電荷守恒和物料守恒，根據(jù)電荷守恒和物料守恒分析；
（2）①硼酸是酸，能和堿發(fā)生中和反應，據(jù)此寫出反應的離子方程式；
②（a）同溫度、濃度下，酸的電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強，其酸根離子的水解能力越小，結合強酸制取弱酸分析解答；
（b）醋酸銨電離出的銨根離子和醋酸根離子都發(fā)生水解生成醋酸和一水合氨；先根據(jù)醋酸的水解方程式寫出其水解平衡常數(shù)，然后整理后根據(jù)水的離子積、醋酸和一水合氨的電離平衡常數(shù)計算出醋酸銨的水解平衡常數(shù)即可．

解答： 解：根據(jù)硫酸的第一步電離是完全的：H₂SO₄=H⁺+HSO₄^-，第二步電離并不完全：HSO₄^-?H⁺+SO₄^2-，
（1）①Na₂SO₄溶液中硫酸根離子易水解，所以溶液中存在SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-，導致溶液呈弱堿性，
故答案為：弱堿性；SO₄^2-+H₂O?OH^-+HSO₄^-；
②硫酸在溶液中電離出硫酸氫根離子，硫酸氫根離子和鋇離子反應生成硫酸鋇沉淀和氫離子，所以離子反應方程式為：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺，
故答案為：HSO₄^-+Ba²⁺=BaSO₄↓+H⁺；
③A．溶液中存在物料守恒，根據(jù)物料守恒得c（SO₄^2-）+c（HSO₄^-）=0.1mol?L^-1，硫酸鈉溶液中不存在硫酸分子，故A錯誤；
B．溶液中存在物料守恒2c（SO₄^2-）+2c（HSO₄^-）=c（Na⁺），存在電荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），所以得c（OH^-）=c（H⁺）+c（HSO₄^-），故B正確；
C．液中存在電荷守恒，根據(jù)電荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（HSO₄^-）+2c（SO₄^2-），故C正確；
D．硫酸鈉溶液中只有少量的硫酸根離子水解，則c（SO₄^2-）＞（HSO₄^-），水解后溶液顯示堿性，溶液中還存在水電離的氫氧根離子，則c（OH^-）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺），所以溶液中離子濃度大小關系為：c（Na⁺）＞c（SO₄^2-）＞c（OH^-）＞c（HSO₄^-）＞c（H⁺），故D正確；
故答案為：BCD；
（2）①硼酸是酸，能和堿發(fā)生中和反應生成鹽和水，所以和氫氧化鈉反應離子方程式為H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2H₂O，
故答案為：H₃BO₃+OH^-=BO₂^-+2H₂O；   
②（a）同溫度、濃度下，酸的電離平衡常數(shù)越大，酸的酸性越強，其酸根離子的水解能力越小，根據(jù)電離平衡常數(shù)知，酸性強弱順序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以離子水解能力碳酸根離子＞碳酸氫根離子＞醋酸根離子，
A．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，所以碳酸鈉溶液滴入硼酸中生成碳酸氫鈉和硼酸鈉，沒有氣體生成，故A錯誤；
B．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸鈉溶液滴入醋酸中生成醋酸鈉、水和二氧化碳，所以能看到有氣泡生成，故B正確；
C．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃，所以碳酸的電離程度大于硼酸，則等濃度的碳酸和硼酸溶液比較，碳酸的酸性大于硼酸，所以pH：前者＜后者，故C錯誤；
D．酸性CH₃COOH＞H₂CO₃，所以碳酸根離子水解能力大于醋酸根離子，則等濃度的碳酸鈉和醋酸鈉溶液比較，pH：前者＞后者，故D正確；
E．酸性H₂CO₃＞H₃BO₃＞HCO₃^-，硼酸鈉溶液中通入CO₂可能生成碳酸氫鈉，故E錯誤；
故答案為：BD；
（b）醋酸根離子和銨根離子雙水解生成氨水以及醋酸，反應的離子方程式為：NH₄⁺+CH₃COO^-?CH₃COOH+NH₃?H₂O；
根據(jù)NH₄⁺+CH₃COO^-?CH₃COOH+NH₃?H₂O可知，醋酸銨水解平衡常數(shù)K_h=

c(CH3COOH)?c(NH3?H2O)

c(N H + 4 )?c(CH3COO-)

=

c(CH3COOH)?c(NH3?H2O)?c(H+)?c(OH-)

c(N H + 4 )?c(CH3COO-)?c(H+)?c(OH-)

=

Kw

K(NH3?H2O)?K(CH3COOH)

=

1×10-14

(1.75×10-5)×(1.75×10-5)

≈3.3×10^-5，

故答案為：NH₄⁺+CH₃COO^-?CH₃COOH+NH₃?H₂O；3.3×10^-5．

點評：本題考查了離子濃度大小比較、平衡常數(shù)的計算等知識，題目難度較大，注意掌握化學平衡常數(shù)的概念及計算方法，能夠根據(jù)電荷守恒、物料守恒、鹽的水解等比較溶液中離子濃度大小，②（b）小題為難點、易錯點，注意掌握計算方法．