题目内容

【题目】描述弱电解质电离情况可以用电离度和电离平衡常数表示,下表是常温下几种弱电解质的电离平衡常数:

酸或碱

电离常数(Ka或Kb)

难(微)溶物

溶度积常数(Ksp)

CH3COOH

1.8×10-5

BaSO4

1×10-10

HNO2

4.6×10-4

BaCO3

2.6×10-9

HCN

5×10-10

CaSO4

7×10-5

HClO

3×10-8

CaCO3

5×10-9

NH3·H2O

1.8×10-5

请回答下面问题:
(1)上述四种酸中,酸性最弱的是 (用化学式表示)。下列能使醋酸溶液中CH3COOH的电离程度增大,而电离常数不变的操作是(填序号)。
A.升高温度 B.加水稀释
C.加少量的CH3COONa固体 D.加少量冰醋酸
(2)CH3COONH4的水溶液呈 (选填“酸性”“中性”或“碱性”),理由是 , 溶液中各离子浓度大小的关系是
(3)物质的量1∶1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,该溶液中离子的浓度从大到小排列为
(4)工业中常将BaSO4转化为BaCO3后,再将其制成各种可溶性的钡盐(如:BaCl2)。具体做法是用饱和的纯碱溶液浸泡BaSO4粉末,并不断补充纯碱,最后BaSO4转化为BaCO3。现有足量的BaSO4悬浊液,在该悬浊液中加纯碱粉末并不断搅拌,为使SO42-物质的量浓度达到0.01mol·L-1以上,则溶液中CO32-物质的量浓度应 ≥mol·L-1

【答案】
(1)HCN;B
(2)中性;根据题表1中的电离平衡常数,醋酸的和NH3H2O的电离平衡常数相同,所以CH3COO-和NH4+的水解平衡程度相同;c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+)
(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+)
(4)0.26
【解析】Ⅰ、(1)对于一元弱酸,电离平衡常数越大则酸性越强,反之则酸性越弱,HCN的电离平衡常数最小,则酸性最弱;根据醋酸的电离平衡:CH3COOH CH3COO-+H+
A、升高温度,电离程度增大,电离平衡常数增大,故A错误;
B.加水稀释,电离程度增大,电离平衡常数不变,故B正确;
C.加少量的CH3COONa固体,电离出的醋酸根对醋酸的电离平衡起抑制作用,电离程度减小,电离平衡常数不变,故C错误;
D.加少量冰醋酸,则醋酸浓度增大,根据越稀越电离的事实,则电离程度减小,平衡常数不变,故D错误;
(2)醋酸铵溶液中,醋酸水解显碱性,铵根离子水解显酸性,CH3COOH与NH3H2O的电离平衡常数相等,CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同,酸性和碱性程度相当,溶液显中性,即c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒:c(NH4+)+c(H+)=c(Cl-)>c(H+)=c(OH-),c(H+)+c(NH4+)=c(Cl-)+c(OH-),得出c(NH4+)=c(Cl-)并且大于水解生成的c(H+)、c(OH-),即c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);
(3)物质的量之比为1:1的NaCN和HCN的混合溶液,其pH>7,说明氢氰根离子的水解程度大于氢氰酸的电离程度,导致溶液C(OH-)>C(H+),呈碱性,根据电荷守恒知,C(OH-)+c(CN-)=C(H+)+C(Na+),所以c(CN-)<C(Na+),所以各离子浓度大小顺序是C(Na+)>c(CN-)>C(OH-)>C(H+);
(4)SO42-物质的量浓度为0.01molL-1时,钡离子的浓度为:c(Ba2+)= mol/L=1×10-8mol/L,若使SO42-物质的量浓度不小于0.01molL-1 , 则钡离子浓度应该大于1×10-8mol/L;当钡离子浓度为1×10-8mol/L时,则溶液中碳酸根离子浓度为: mol/L=0.26mol/L,所以当碳酸根离子浓度≥0.26mol/L时,钡离子浓度小于1×10-8mol/L,则SO42-物质的量浓度不小于0.01mol/L;
故答案为:(1)HCN;B;(2)中性;CH3COOH与NH3H2O的电离平衡常数相等,CH3COO-和NH4+在相等浓度时的水解程度相同;c(NH4+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-);(3)c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+);(4)0.26
(1)电离平衡常数可用于表示弱酸酸性的强弱,平衡常数值越小,酸性越弱;结合电离平衡移动分析
(2)由表格数据可知,CH3COOH和NH3·H2O的电离常数相同,则其对应离子的水解程度也相同;
(3)混合溶液的pH>7,说明溶液显碱性,则CN-的水解程度大于HCN的电离程度,据此结合电离、水解的方程式进行分析;
(4)结合BaSO4、BaCO3的溶度积进行计算。

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