Question

10．25℃时，电离平衡常数：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO	H2C4H4O6（酒石酸）	H2SO3
电离平衡常数	2.0×10-5	K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11	3.0×10-8	K1=9.1×10-4 K2=4.3×10-5	K1=1.3×10-2 K2=6.3×10-8

回答下列问题：
（1）pH相同的下列物质的溶液：a．Na₂CO₃，b．NaClO，c．CH₃COONa  d．NaHCO₃ e．Na₂C₄H₄O₆；物质的量浓度由大到小的顺序是e c d b a（填字母）．
（2）常温下，0.1mol/L的CH₃COOH溶液的pH═2.85（已知lg2=0.3）．
（3）常温下，将0.1mol/L的次氯酸溶液与0.1mol/L的碳酸钠溶液等体积混合，所得溶液中各种离子浓度关系正确的是BCE
A．c（Na⁺）＞c（ClO^-）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）
B．c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（ClO^-）＞c（H⁺）
C．c（Na⁺）═c（HClO）+c（ClO^-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-）
D．c（Na⁺）+c（H⁺）═c（ClO^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）
E．c（HClO）+c（H⁺）+c（H₂CO₃）═c（OH^-）+c（CO₃^2-）
（4）写出少量的CO₂通入NaClO溶液中的化学方程式CO₂+NaClO+H₂O=NaHCO₃+HClO．
（5）0.1mol/L的酒石酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，所得溶液的pH为6，则c（HC₄H₄O₆^-）+2c（C₄H₄O₆^2-）=（0.05+10^-6-10^-8）mol/L．（用准确的数值表示）

Answer 1

分析 （1）酸的电离平衡常数越小，则酸根离子水解程度越大，相同pH的钠盐溶液浓度越小；
（2）c（H⁺）=$\sqrt{K•c}$；
（3）常温下，将0.1mol/L的次氯酸溶液与0.1mol/L的碳酸钠溶液等体积混合，二者恰好反应生成等物质的量浓度的NaClO和NaHCO₃，溶液中存在电荷守恒和物料守恒；
（4）K_a1（H₂CO₃）＞K_a（HClO）＞K_a2（H₂CO₃），少量二氧化碳和次氯酸钠反应生成NaClO和NaHCO₃；
（5）0.1mol/L的酒石酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，二者浓度相等，二者恰好反应生成NaHC₄H₄O₆，所得溶液的pH为6，溶液呈酸性，溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒判断．

解答 解：（1）酸的电离平衡常数越小，则酸根离子水解程度越大，相同pH的钠盐溶液浓度越小，根据电离平衡常数知，酸根离子水解程度大小顺序是CO₃^2-＞ClO^-＞HCO₃^-＞CH₃COO^-＞C₄H₄O₆^2-，所以等pH时钠盐浓度大小顺序是e c d b a，故答案为：e c d b a；
（2）c（H⁺）=$\sqrt{K•c}$=$\sqrt{2.0×1{0}^{-5}×0.1}$mol/L，溶液的PH=-lg$\sqrt{2}$×10^-3=3-0.15=2.85，故答案为：2.85；
（3）常温下，将0.1mol/L的次氯酸溶液与0.1mol/L的碳酸钠溶液等体积混合，二者恰好反应生成等物质的量浓度的NaClO和NaHCO₃，
A．ClO^-水解程度＞HCO₃^-，所以存在c（ClO^-）＜c（HCO₃^-），故错误；
B．ClO^-水解程度＞HCO₃^-，钠离子不水解，溶液呈碱性，所以存在c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（ClO^-）＞c（H⁺），故正确；
C．根据物料守恒得c（Na⁺）═c（HClO）+c（ClO^-）+c（HCO₃^-）+c（H₂CO₃）+c（CO₃^2-），故正确；
D．根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）═c（ClO^-）+c（HCO₃^-）+2c（CO₃^2-）+c（OH^-），故错误；
E．根据质子守恒得c（HClO）+c（H⁺）+c（H₂CO₃）═c（OH^-）+c（CO₃^2-），故正确；
故答案为：BCE；
（4）K_a1（H₂CO₃）＞K_a（HClO）＞K_a2（H₂CO₃），少量二氧化碳和次氯酸钠反应生成NaClO和NaHCO₃，反应方程式为CO₂+NaClO+H₂O=NaHCO₃+HClO，
故答案为：CO₂+NaClO+H₂O=NaHCO₃+HClO；
（5）0.1mol/L的酒石酸溶液与pH=13的NaOH溶液等体积混合，二者浓度相等，混合后c（Na⁺）=0.05mol/L，二者恰好反应生成NaHC₄H₄O₆，所得溶液的pH为6，溶液呈酸性，溶液中存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（HC₄H₄O₆^-）+2c（C₄H₄O₆^2-）=c（Na⁺）+c（H⁺）-c（OH^-）=0.05mol/L+10^-6mol/L-10^-8mol/L=（0.05+10^-6-10^-8）mol/L，故答案为：（0.05+10^-6-10^-8）mol/L．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，涉及弱电解质电离及盐类水解，知道弱酸电离平衡常数与酸根离子水解程度关系，再结合守恒思想分析解答，题目难度中等．