Question

4．電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡是溶液中的三大平衡．請(qǐng)回答下列問(wèn)題：
（1）常溫下，取pH=2的鹽酸和醋酸溶液各100mL，向其中分別加入適量的Zn粒，反應(yīng)過(guò)程中兩溶液的pH變化如圖所示．則圖中表示醋酸溶液中pH變化曲線的是b（填“a”或“b”）．設(shè)鹽酸中參加反應(yīng)的Zn粒質(zhì)量為m₁，醋酸溶液中參加反應(yīng)的Zn粒質(zhì)量為m₂，則m₁＜m₂（選填“＜”、“=”或“＞”）．
（2）25℃時(shí)，向水的電離平衡體系中加入適量碳酸鈉固體，其水解方程式為CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，測(cè)得溶液的pH=12，則由水電離出的c（OH^-）=0.01mol•L^-1．
（3）生活中常用用醋酸除去水垢（主要成分CaCO₃），請(qǐng)從平衡角度解釋原因：碳酸鈣存在沉淀溶解平衡，CaCO₃（s）?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），醋酸為弱酸存在電離平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，氫離子結(jié)合碳酸根離子促進(jìn)程度溶解平衡正向進(jìn)行，碳酸鈣溶解．
（4）電離平衡常數(shù)是衡量弱電解質(zhì)電離程度強(qiáng)弱的物理量．已知：

化學(xué)式	電離常數(shù)（25℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7、K2=5.6×10-11

①在常溫下，相同物質(zhì)的量濃度的a．NaCN溶液  b．Na₂CO₃溶液c．CH₃COONa溶液三種溶液的pH由小到大的順序?yàn)閏＜a＜b（用序號(hào)回答）．
②向NaCN溶液中通入少量的CO₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO₂+H₂O+CN^-=HCO₃^-+HCN．
 ③25℃時(shí)，在CH₃COOH與CH₃COONa的混合溶液中，若測(cè)得pH=6，則溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7 mol•L^-1（填精確值）．

Answer 1

分析 （1）從醋酸是弱電解質(zhì)的角度分析，醋酸與Zn反應(yīng)同時(shí)，電離出H⁺，pH變化較緩慢；pH值變化相同，醋酸參加反應(yīng)的氫離子比鹽酸多；
（2）碳酸鈉溶液中因碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，鹽溶液中鹽的水解促進(jìn)水的電離；
（3）碳酸鈣存在沉淀溶解平衡，醋酸為弱酸存在電離平衡分析；
（4）酸的電離常數(shù)越大，酸性越強(qiáng)，由電離常數(shù)可知酸性CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，
①相同物質(zhì)的量濃度的鈉鹽溶液，對(duì)應(yīng)的酸的酸性越弱，則酸根離子水解程度越大，其溶液的pH越大；
③根據(jù)酸性強(qiáng)弱判斷生成物，可書(shū)寫(xiě)離子方程式；
③混合液中的電荷守恒計(jì)算；

解答 解：（1）由于醋酸是弱電解質(zhì)，與Zn反應(yīng)同時(shí)，電離出H⁺，所以pH變化較緩慢，所以B曲線是醋酸溶液的pH變化曲線．由圖知鹽酸和醋酸的pH變化都是由2到4，鹽酸中氫離子濃度逐漸減小，但醋酸中存在電離平衡，氫離子和鋅反應(yīng)時(shí)促進(jìn)醋酸電離，補(bǔ)充反應(yīng)的氫離子，所以醋酸是邊反應(yīng)邊電離H⁺，故消耗的Zn多，所以m₁＜m₂，
故答案為：b；＜；
（2）碳酸鈉溶液中因碳酸根離子水解導(dǎo)致溶液顯堿性，碳酸根水解的離子方程式為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，其pH=12，則c（OH^-）=0.01mol/L，全部由水電離產(chǎn)生，
故答案為：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；0.01mol/L；
（3）生活中常用用醋酸除去水垢（主要成分CaCO₃），碳酸鈣存在沉淀溶解平衡，CaCO₃（s）?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），醋酸為弱酸存在電離平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，氫離子結(jié)合碳酸根離子促進(jìn)程度溶解平衡正向進(jìn)行，碳酸鈣溶解，
故答案為：碳酸鈣存在沉淀溶解平衡，CaCO₃（s）?Ca²⁺（aq）+CO₃^2-（aq），醋酸為弱酸存在電離平衡，CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺，氫離子結(jié)合碳酸根離子促進(jìn)程度溶解平衡正向進(jìn)行，碳酸鈣溶解；
（4）①相同物質(zhì)的量濃度的鈉鹽溶液，對(duì)應(yīng)的酸的酸性越弱，則酸根離子水解程度越大，其溶液的pH越大，則說(shuō)明程度CO₃^2-＞CN^-＞HCO₃^-＞CH₃COO^-，則pH由小到大的順序?yàn)閏＜a＜b，
故答案為：c＜a＜b；
②酸性H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，則向NaCN溶液中通入少量的CO₂，發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為CO₂+H₂O+CN^-=HCO₃^-+HCN，故答案為：CO₂+H₂O+CN^-=HCO₃^-+HCN；
③pH=6，則c（H⁺）=10^-6mol•L^-1、c（OH^-）=10^-8mol•L^-1，
溶液呈存在電荷守恒：c（CH₃COO^-）+c（OH^-）=c（H⁺）+c（Na⁺），
則：c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-6mol•L^-1-10^-8mol•L^-1=9.9×10^-7mol•L^-1，
故答案為：9.9×10^-7．

點(diǎn)評(píng) 本題考查鹽類(lèi)水解及酸性的比較、pH與酸的稀釋等，注意水解規(guī)律中越弱越水解和稀釋中強(qiáng)的變化大來(lái)分析解答，綜合性較大，題目難度中等．