Question

【题目】水是极弱的电解质，改变温度或加入某些电解质会影响水的电离。请回答下列问题：

(1)纯水在100 ℃时，pH=6，该温度下0.1 mol·L-1的NaOH溶液的pH=_____________。

(2)体积均为100 mL、pH均为2的盐酸与一元弱酸HX，加水稀释过程中盐酸的pH与溶液体积的关系如图所示，则在图上画出HX加水至500mL稀释过程中pH值的变化曲线_____，并说明理由___________。

(3)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：

化学式	电离平衡常数（25 ℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3×10-7，K2=5.6×10-11

25 ℃时，在0.5 mol·L-1的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H＋)约是由水电离出的c(H＋)的_____倍。

(4)写出在NaCN溶液中通入少量CO2反应的离子方程式________________________。

(5)某兴趣小组为研究碳酸钠水解平衡与温度的关系，用数字实验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系，得到曲线如图，下列分析合理的是___________。

A 碳酸钠水解是吸热反应 B ab段说明水解平衡向右移动

C bc段说明水解平衡向左移动 D 水的电离平衡也对pH产生影响

Answer 1

【答案】11 pH相同时HX的起始浓度大，稀释相同倍数，HX电离平衡右移，c(H+)变化量小，则HX的pH变化量比HCl的小 9×108 CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3- ABD

【解析】

(1)先计算100 ℃时的Kw，然后计算NaOH溶液的c(H+)，再根据pH=-lgc(H+)计算。

(2)盐酸是强酸，在水中完全电离，HX是一元弱酸，在溶液中存在电离平衡，根据稀释对溶液中c(H+)的影响分析；

(3)先根据K计算溶液的c(H+)，然后根据该温度下水的离子积常数计算溶液中c(OH-)，酸溶液中水电离产生的c(H+)等于溶液中c(OH-)；

(4)根据酸性H2CO3>HCN>HCO3-，结合CO2少量产生书写离子方程式；

(5) A.碳酸钠溶液中碳酸根离子水解，升温pH增大，说明水解是吸热反应；

B.ab段说明升温促进水解，碱性增大，溶液pH增大；

C.温度升高促进水解平衡正向进行。

D.随温度升高，此时促进盐类水解，对水的电离液起到促进作用，氢氧根离子浓度抑制水解平衡。

(1)纯水在100 ℃时，pH=6，则c(H+)=10-6mol/L，由于水电离产生的H+与OH-的物质的量浓度相等，所以该温度下Kw=c(H+)c(OH-)=10-12(mol/L)2；该温度下0.1 mol·L-1的NaOH溶液中，c(OH-)=0.1mol/L，所以c(H+)=10-11mol/L，因此该溶液的pH=11；

(2)开始时HCl、HX的pH=2，说明溶液中c(H+)相等，HCl是强酸，完全电离，c(HCl)=c(H+)；HX是弱酸，部分电离，在溶液中存在电离平衡，所以c(HX)>c(H+)；当把溶液稀释时，由于盐酸是强酸，完全电离，所以溶液中c(H+)减小，pH增大；而HX是弱酸，在溶液中存在电离平衡，稀释使溶液中c(H+)减小，平衡正向移动使c(H+)又有所增加，因此稀释相同倍数后，溶液中c(H+)大小相对来说HX溶液中大，则pH值HX小，盐酸大，故稀释与溶液的pH关系图为：；

(3)CH3COOH在溶液中存在电离平衡：CH3COOHCH3COO-+H+，K=，所以c2(H+)=c (CH3COOH)K=0.5×1.8×10-5=9×10-6，所以c(H+)=3×10-3mol/L，由于Kw=10-14，所以c(OH-)=mol/L，由于水电离产生的H+与溶液中OH-浓度相等，所以水电离产生的c(H+)水=c(OH-)=mol/L，所以0.5 mol/L的醋酸溶液中由醋酸电离出的c(H＋)约是由水电离出的c(H＋)的倍数是=9×108；

(4)根据酸性H2CO3>HCN，由于CO2少量，所以向NaCN溶液中通入少量CO2，发生反应产生HCN和NaHCO3，反应的离子方程式为CN-+H2O+CO2=HCN+HCO3-；

(5)A.分析图象，碳酸钠溶液中碳酸根离子水解，升温PH增大，说明水解是吸热反应，A正确；

B.ab段说明升温促进水解，氢氧根离子浓度增大，碱性增大溶液PH增大，图象符合，B正确；

C.温度升高促进水解平衡正向进行，C错误；

D.随温度升高，此时促进盐类水解，对水的电离液起到促进作用，氢氧根离子浓度抑制水解平衡，水的电离平衡也对pH产生影响，D正确；

故合理选项是ABD。