Question

【题目】（Ⅰ）部分弱酸的电离平衡常数如下表：

弱酸	HCOOH	HClO	H2CO3	H2SO3
电离平衡常数(25 ℃)	Ka＝1.77 ×10－4	Ka＝4.0 ×10－8	Ka1＝4.3×10－7 Ka2＝4.7×10－11	Ka1＝1.54×10－2 Ka2＝1.02×10－7

(1)室温下①0.1 mol·L－1 HCOONa，②0.1 mol·L－1 NaClO，③0.1 mol·L－1 Na2CO3，④0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH由大到小的关系为______________________。

(2)浓度均为0.1 mol·L－1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-浓度从大到小的顺序为____________________。

(3)少量CO2通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式______________。

(4)常温下，pH＝3的HCOOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为__________________。

（Ⅱ）某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如下图所示装置电解K2SO4溶液。

①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数_______（填“>”“<”或“一”）通过阳离子交换膜的离子数；

②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为 _____________；

③电解一段时间后，B出口与C出口产生气体的质量比为______________。

Answer 1

【答案】③>②>④>①c(SO32－)>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(HSO3－)ClO－＋CO2＋H2O=HCO3－＋HClOc(HCOO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)<b<a<c<d8∶1

【解析】(Ⅰ)相同温度下，弱酸的电离平衡常数越小相应的酸越弱，则由图表可知酸性强弱顺序为：H2SO3＞HCOOH＞HSO3-＞H2CO3＞HClO＞HCO3-；

(1)同温同浓度的强碱弱酸盐，酸越弱其对应酸根离子越易水解，溶液的碱越强，则室温下①0.1 mol·L－1 HCOONa，②0.1 mol·L－1 NaClO，③0.1 mol·L－1 Na2CO3，④0.1 mol·L－1 NaHCO3溶液的pH由大到小的关系③>②>④>①；

(2)浓度均为0.1 mol·L－1的Na2SO3和Na2CO3的混合溶液中，CO32-比SO32-更易水解，但水解均是弱水解，则溶液中SO32-、CO32-、HSO3-、HCO3-浓度从大到小的顺序为c(SO32－)>c(CO32－)>c(HCO3－)>c(HSO3－)；

(3)根据酸性：H2CO3＞HClO＞HCO3-；少量CO2通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O=HCO＋HClO；

(4)常温下，pH＝3的HCOOH溶液与pH＝11的NaOH溶液等体积混合后，未反应的HCOOH电离导致混合液显酸性，根据混合液中的电荷守恒式c(HCOO－)+c(OH－)=c(H＋)+c(Na＋)，可知中离子浓度由大到小的顺序为c(HCOO－)>c(Na＋)>c(H＋)>c(OH－)；

(Ⅱ)(Ⅱ)①依据电解池工作原理：阳电极反应式为4OH--4e-=2H2O+O2↑，阴极放电的是H+，透过阳离子交换膜的H+数与透过阴离子交换膜的OH-数相等，因为溶液呈电中性，所以透过阳离子交换膜的K+数大于透过阴离子交换膜的SO42-数；
②因为电解后生成的硫酸和氢氧化钾浓度大，故b＜a、c＜d，结合碱溶液pH值大于酸溶液pH值，可得b＜a＜c＜d；
③根据电解原理知：B出口产生的是氧气，C出口产生的是氢气，根据得失电子守恒，n(O2)：n(H2)=1：2，所以其质量之比为：8：1。