Question

20．根据下列化合物：①NaHSO₄、②NaOH、③Na₂CO₃、④FeCl₂、⑤CH₃COONa、⑥CH₃COOH、⑦NH₃•H₂O、⑧H₂O，回答下列问题．
（1）Na₂CO₃溶液显碱性，用离子方程式表示其原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，其溶液中离子浓度大小顺序为c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺）．
（2）常温下，pH=11的CH₃COONa溶液中，水电离出来的c（OH^-）=10^-3；在pH=3的CH₃COOH溶液中，水电离出来的c（H⁺）=10^-11．
（3）请写出NaHSO₄在水溶液中的电离方程式NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
（4）把FeCl₂溶液蒸干灼烧，最后得到的固体产物是Fe₂O₃．
（5）常温下pH=12的NaOH溶液100mL，要使它的pH为11．（混合溶液体积变化忽略不计）如果加入蒸馏水，应加900mL；如果加入pH=10的NaOH溶液，应加1000mL；如果加0.01mol/L NaHSO₄，应加81.8mL（保留到小数点后一位）．

Answer 1

分析 （1）Na₂CO₃为强碱弱酸盐，水解呈碱性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；
（2）CH₃COONa溶液中，醋酸根水解，促进水的电离，所以溶液中水电离出的氢氧根离子就是溶液中的氢氧根离子，CH₃COOH溶液中，水电离受到抑制，水电离出来的氢离子等于溶液中的氢氧根离子，据此计算；
（3）NaHSO₄是强电解质，在水中完全电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子；
（4）FeCl₂溶液易被氧气氧化为氯化铁，根据三氯化铁在溶液中存在水解平衡，从平衡移动的角度分析并解答该题；
（5）先根据溶液的pH计算氢氧根离子浓度，再根据c₁V₁=c₂（V₁+V₂）计算加入的水体积；先根据溶液的pH计算氢氧根离子浓度，再根据c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）计算加入的氢氧化钠溶液体积；先计算混合溶液中氢氧根离子浓度，再根据c（OH^-）=$\frac{n（碱）-n（酸）}{V（酸）+V（碱）}$计算．

解答 解：（1）Na₂CO₃为强碱弱酸盐，水解呈碱性，在溶液中存在CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，因CO₃^2-水解水解显碱性，且第一步水解大于第一步电离，则离子浓度关系为：c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺），
故答案为：碱；CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-；c（Na⁺）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c （HCO₃^-）＞c（H⁺）；
（2）pH=11的CH₃COONa溶液中，醋酸根水解，促进水的电离，所以溶液中水电离出的氢氧根离子就是溶液中的氢氧根离子，水电离出来的c（OH^-）=$\frac{10{\;}^{-14}}{1{0}^{-11}}$mol/L=10^-3mol/L，在pH=3的CH₃COOH溶液中，水电离受到抑制，水电离出来的氢离子等于溶液中的氢氧根离子，水电离出来的c（H⁺）=$\frac{10{\;}^{-14}}{10{\;}^{-3}}$mol/L=10^-11mol/L，
故答案为：10^-3；10^-11；
（3）NaHSO₄是强电解质，在水中完全电离出钠离子、氢离子和硫酸根离子，电离方程式为：NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
故答案为：NaHSO₄=Na⁺+H⁺+SO₄^2-；
（4）FeCl₂溶液易被氧气氧化为氯化铁，在FeCl₃溶液中，Fe³⁺发生水解生成Fe（OH）₃：FeCl₃+3H₂O?Fe（OH）₃+3HCl，由于加热蒸发，使HCl挥发，破坏平衡，使平衡不断向右移动，结果生成Fe（OH）₃，又由于灼热使Fe（OH）₃分解生成Fe₂O₃，故答案为：Fe₂O₃；
（5）pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L，设加入水的体积是V₂，c₁V₁=c₂（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L=（0.1+V₂）L×0.001mol/L，则：V₂=$\frac{0.01mol/L×0.1L}{0.001mol/L}$=0.9L=900mL，
pH=12 的NaOH溶液中氢氧根离子浓度是0.01mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.001mol/L，pH=10的氢氧化钠溶液中氢氧根离子浓度是0.0001mol/L，
设加入pH=10的NaOH溶液体积是V₂，c₁V₁+c₂V₂=c₃（V₁+V₂）=0.01mol/L×0.1L+0.0001mol/L×V₂=0.001mol/L（0.1+V₂），
解得：V₂=1L=1000mL，
盐酸的浓度是0.01mol/L，设加入盐酸的体积是V，c（OH^-）=$\frac{n（碱）-n（酸）}{V（酸）+V（碱）}$⁼$\frac{0.01mol/L×0.1L-0.01mol/L×VL}{（0.1+V）L}$=0.001mol/L，
解得：V=81.8mL，
故答案为：900；1000；81.8．

点评 本题综合考查盐类水解的原理以及影响平衡移动的因素以及酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算，题目难度中等，明确溶液pH的计算方法为解答关键，试题侧重考查学生达到分析、理解能力及化学计算计算能力．