Question

1．（1）现有浓度均为0.1mol•L^-1的下列溶液：
①硫酸　②醋酸　③氢氧化钠　④氯化铵
这四种溶液中由水电离出的H⁺浓度由大到小的顺序是（填序号）④②③①．若将③和④等体积混合后，混合液中各离子浓度由大到小的顺序是c（Cl^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）．
（2）100℃时，水的离子积为K_w=1×10^-12，在该温度下，将pH=9的NaOH溶液与pH=4的硫酸溶液混合（设混合后溶液的体积为原两溶液体积之和），若所得混合溶液pH=7，则NaOH溶液与硫酸溶液的体积比为1：9．
（3）已知：常温下，酸溶液HR的pH=a，碱溶液MOH的pH=b，且a+b=14，两者等体积混合后溶液显碱性．则混合溶液中必定有一种离子能发生水解，该水解反应的离子方程式为M⁺+H₂O?MOH+H⁺．
（4）在25℃下，将a mol•L^-1的氨水与0.01mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应后溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），则溶液显中性（填“酸”、“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，．

Answer 1

分析 （1）酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离；③和④等体积混合后，溶液溶质为NaCl和NH₃．H₂O，从电离角度进行分析；
（2）设出氢氧化钠溶液为x和硫酸溶液的体积为y，所得混合溶液pH=7，根据水的离子积生成碱溶液中氢氧根离子浓度、酸溶液中氢离子浓度及反应后溶液中氢氧根离子浓度，根据题中数据列式计算出体积之比；
（3）若A的化学式为HR，B的化学式为MOH，且a+b=14，两者等体积混合后溶液显碱性．说明碱是弱碱；
（4）在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得n（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液为中性；然后根据NH₃•H₂O的电离常数进行计算．

解答 解：（1）④氯化铵为强酸弱碱盐，水解促进水的电离，②醋酸为弱酸，溶液中c（H⁺）较小，①硫酸和③氢氧化钠都为强电解质，浓度相同时，硫酸对水的电离抑制程度较大，所以四种溶液中由水电离出的H⁺浓度由大到小的顺序是④②③①，
③和④等体积混合后，溶液溶质为NaCl和氨水，溶液呈碱性，故c（OH^-）＞c（H⁺），NaCl完全电离，氨水部分电离，NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-，水电离出H⁺和OH^-，故c（Cl^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺），
故答案为：④②③①；c（Cl^-）=c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（NH₄⁺）＞c（H⁺）；
（2）设氢氧化钠溶液的体积为xL，硫酸溶液的体积为yL，pH=9的NaOH溶液中，氢氧根离子的浓度为：$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10^-3mol/L，pH=4的硫酸溶液中氢离子浓度为：10^-4mol/L，二者混合后溶液的pH=7，溶液酸性碱性，溶液中氢氧根离子的浓度为：$\frac{1{0}^{-12}}{1{0}^{-7}}$mol/L=10^-5mol/L，
说明氢氧化钠过量，则：10^-3mol/L×xL=10^-4mol/L×y+10^-5mol/L（x+y），
解得：x：y=1：9，
故答案为：1：9；  
（3）常温下，酸溶液HR的pH=a，碱溶液MOH的pH=b，且a+b=14，两者等体积混合后溶液显碱性．说明碱是弱碱存在电离平衡，则混合溶液中必定是M⁺离子能发生水解，反应的离子方程式为：M⁺+H₂O?MOH+H⁺，
故答案为：M⁺+H₂O?MOH+H⁺；
M⁺+H₂O??MOH+H⁺（ 3分）
（4）在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH₃•H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{1{0}^{-7}×5×1{0}^{-3}}{0.5a-5×1{0}^{-3}}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案为：中；$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．

点评 本题考查了酸碱混合的定性判断、溶液pH的计算、电离平衡常数的计算等知识，题目难度中等，试题知识点较多、综合性较强，充分考查学生的分析能力及灵活应用能力，注意明确溶液酸碱性与溶液pH的关系及计算方法，（4）为难点、易错点，注意明确电离平衡常数的表达式及电荷守恒的应用方法．