题目内容

18．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示：
化学式CH3COOHH2CO3HClO
电离平衡常数Ka=1.8×10-5Kal=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11Ka=3.0×10-8
回答下列问题：
（1）物质的量浓度均为0.1mol•L-1的四种溶液；
a．CH3COONa    b．Na2CO3c．NaClO   d．NaHCO3
pH由小到大排列的顺序是a＜d＜c＜b（用编号填写）．
（2）常温下，0.1mol•L-1CH3COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是BD．
A．c（H+）    B．$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$   C．c（H+）•c（OH-）    D．$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$  E．c（H+）•$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$
（3）体积均为100mL pH=2的CH3COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则同温度时HX的电离平衡常数_大于（填“大于”、“小于”或“等于”）CH3COOH的电离平衡常数，理由是稀释相同倍数，一元酸HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性较强，电离平衡常数较大．
（4）25℃时，CH3COOH与CH3COONa的混合溶液，若测得pH=6，则溶液中c（CH3COO-）-c（Na+）=9.9×10-7mol•L-1（填精确值）．
（5）标准状况下，将1.12L CO2通入100mL 0.75mol•L-1的NaOH溶液中，则溶液中离子的浓度由大到小的顺序c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）．

分析 （1）弱酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，其酸根的水解程度越弱；
（2）0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中，氢离子与醋酸根离子物质的量增大，醋酸分子物质的量减小，浓度减小，酸性减弱，水的离子积常数不变，醋酸的电离平衡常数不变；
（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较快，说明HX的酸性比醋酸强；
（4）根据溶液中的电荷守恒和物料守恒来计算；
（5）n（CO2）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，n（NaOH）=0.75mol/L×0.1L=0.075mol，1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$＜2，
溶液中存在碳酸钠和碳酸氢钠，设碳酸钠的物质的量为x，碳酸氢钠的物质的量为y，根据钠离子守恒、碳原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.075}\\{x+y=0.05}\end{array}\right.$解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.025}\\{y=0.025}\end{array}\right.$，溶液溶液中的溶质为等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠，结合电荷守恒和物料守恒判断．

解答 解：（1）据电离平衡常数可知，酸性由强到弱的顺序为：CH3COOH＞H2CO3＞HClO＞HCO3-，弱酸的酸性越弱其酸根离子的水解程度越大，溶液碱性越强，所以pH由小到大排列顺序是a＜d＜c＜b，故答案为：a＜d＜c＜b；
（2）0.1mol/L的CH3COOH溶液加水稀释过程中，氢离子与醋酸根离子物质的量增大，浓度减小，酸性减弱，A、氢离子浓度减小，故错误；
B、加水稀释过程中，氢离子物质的量增大，醋酸分子物质的量减小，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$增大，故正确；
C、水的离子积常数不变，故错误；
D、醋酸溶液加水稀释时酸性减弱，氢离子浓度减小氢氧根离子浓度增大，所以$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$增大，故正确；
E、醋酸的电离平衡常数不变，故错误；
故答案为：BD；
（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较快，说明HX的酸性比醋酸强，HX的电离平衡常数比醋酸大，故答案为：大于；稀释相同倍数，一元酸HX的pH变化比CH3COOH的大，故HX酸性较强，电离平衡常数较大；
（4）CH3COOH与CH3COONa的混合溶液中，存在电荷守恒：c（Na+）+c（H+）=c（OH-）+c（CH3COO-），所以c（CH3COO-）-c（Na+）=c（H+）-c（OH-）=10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L，
故答案为：9.9×10-7；
（5）n（CO2）=$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，n（NaOH）=0.75mol/L×0.1L=0.075mol，1＜$\frac{n（NaOH）}{n（C{O}_{2}）}$＜2，
溶液中存在碳酸钠和碳酸氢钠，设碳酸钠的物质的量为x，碳酸氢钠的物质的量为y，根据钠离子守恒、碳原子守恒得$\left\{\begin{array}{l}{2x+y=0.075}\\{x+y=0.05}\end{array}\right.$，解得$\left\{\begin{array}{l}{x=0.025}\\{y=0.025}\end{array}\right.$，溶液溶液中的溶质为等物质的量的碳酸钠和碳酸氢钠，钠离子不水解，碳酸根离子水解程度大于碳酸氢根离子，溶液呈碱性，所以离子浓度大小顺序是：
c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+），
故答案为：c（Na+）＞c（HCO3-）＞c（CO32-）＞c（OH-）＞c（H+）．

点评 本题考查了弱电解质的电离，明确弱电解质的电离特点、电离平衡常数与酸根离子水解程度的关系再结合守恒思想分析解答，（5）题要先判断溶液中的溶质，再结合离子水解程度相对大小判断离子浓度，难度中等．

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