Question

18．（1）一定温度下，向1L 0．l mol•L^-1 CH₃ COOH溶液中加入0.1molCH₃COONa固体，溶液中$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）．c（H{+}^）}{c（C{H}_{3}COOH）}$不变（填“增大”、“减小”或“不变”）．
（2）常温下，将VmL、0.1000mol•L^-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol•L^-1醋酸溶液中，充分反应．回答下列问题．（忽略溶液体积的变化）
①如果溶液pH=7，此时V的取值＜20.00（填“＞”、“＜”或“=”），而溶液中c（Na⁺）、c（CH₃COO^-）、c（H⁺）、c（OH^-）的大小关系为c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）．
②如果V=40.00，则此时溶液中c（OH^-）-c（H⁺）-c（CH₃COOH）=$\frac{1}{30}$或0.033mol•L^-1．
（3）常温下，向20ml 0.1mol•L^-1 Na₂CO₃溶液中逐滴加入0.1mol•L^-1 HC1溶液40mL，溶液中含碳元素的各种微粒（CO₂因逸出未画出）物质的量分数随溶液pH变化的情况如图，回答下列问题：
①若将Na₂CO₃和NaHCO₃混合物配成溶液，则此溶液的pH的取值范围是8＜pH＜12；为测定Na₂CO₃和NaHCO₃混合物中的质量分数下列方案可行的是ABD
A．取a克混合物充分加热，减重b克
B．取a克混合物与足量稀盐酸充分反应，加热、蒸干、灼烧，得b克固体
C．取a克混合物与足量稀硫酸充分反应，逸出气体用碱石灰吸收，增重b克
D．取a克混合物与足量Ba（OH）₂溶液充分反应，过滤、洗涤、烘干，得b克固体
②所得溶液中含量最多的三种离子的物质的量浓度的大小关系为c（Na⁺）=c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）．

Answer 1

分析 （1）$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$为CH₃COOH的电离平衡常数，只受温度的影响；
（2）①溶液的酸碱性是根据溶液中H⁺浓度与OH^-浓度的相对大小判断的，只要溶液中c（H⁺）=c（OH^-），溶液就呈中性，CH₃COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐水解呈碱性，需溶液呈中性，需少加碱；根据溶液呈中性pH=7c（H⁺）=c（OH^-）结合电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-）进行解答；
②根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），物料守恒c（Na⁺）=2[c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）]进行解答；
（3）①从图中可以看出，既含HCO₃^-又含CO₃^2-的pH范围为8-12；
实验方案是否可行，关键看根据测量数据能否计算出结果．
A．此方案利用碳酸氢钠的不稳定性，利用差量法即可计算质量分数；
B．根据钠守恒，可列方程组求解；
C．应先把水蒸气排除才合理；
D．根据质量关系，可列方程组求解．
②溶液中含量最大的三种离子有Na⁺、Cl^-、HCO₃^-，钠离子与氯离子浓度相等，HCO₃^-浓度最大时是钠离子和氯离子浓度的$\frac{1}{2}$；

解答 解：（1）$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）•c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$为CH₃COOH的电离平衡常数，只受温度的影响，所以不变，故答案为：不变；
（2）①CH₃COOH是弱电解质，电离程度不大，NaOH是强电解质，完全电离，反应生成的乙酸钠是强碱弱酸盐，水解呈碱性，需溶液呈中性pH=7，需少加碱，所以常温下，将V mL、0.1000mol•L^-1氢氧化钠溶液逐滴加入到20.00mL、0.1000mol•L^-1醋酸溶液中，充分反应，V＜20.00mL溶液呈中性pH=7，c（H⁺）=c（OH^-）；根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），c（H⁺）=c（OH^-），溶液中的溶质为乙酸钠溶液，水的电离是微弱的，所以c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：＜；c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）； 
②根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CH₃COO^-）+c（OH^-），物料守恒c（Na⁺）=2[c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）]，得到c（H⁺）+c（CH₃COO^-）+2c（CH₃COOH）=c（OH^-），则c（OH^-）-c（H⁺）-c（CH₃COOH）=c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH），反应后溶液的体积变为60mL，则c（CH₃COO^-）+c（CH₃COOH）═$\frac{0.1mol/L×20mL}{60mL}$=$\frac{1}{30}$mol/L，或0.033mol/L，
故答案为：$\frac{1}{30}$或0.033；
（3）①从图中可以看出，既含HCO₃^-又含CO₃^2-的pH范围为8-12，故将Na₂CO₃和NaHCO₃混合物配成溶液，则此溶液的pH的取值范围是8＜pH＜12；
A．NaHCO₃受热易分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以通过加热分解利用差量法即可计算出Na₂CO₃质量分数，故A正确；
B．Na₂CO₃和NaHCO₃均可与盐酸反应生成水、二氧化碳和氯化钠，所以bg固体是氯化钠，利用守恒法可计算出Na₂CO₃质量分数，故B正确；
C．混合物与足量稀硫酸充分反应，也会生成水和二氧化，所以逸出的气体是二氧化碳，但会混有水蒸气，即碱石灰增加的质量不是二氧化碳的质量，不能测定含量，故C错误；
D．Na₂CO₃和NaHCO₃都与Ba（OH）₂反应，反应的方程式为CO₃^2-+Ba²⁺=BaCO₃↓、HCO₃^-+OH^-+Ba²⁺=H₂O+BaCO₃↓，因此最后得到的固体是BaCO₃，所以可以计算出Na₂CO₃质量分数，故D正确．
故答案为：8＜pH＜12；ABD．
②溶液中含量最大的三种离子有Na⁺、Cl^-、HCO₃^-，钠离子与氯离子浓度相等，HCO₃^-浓度最大时是钠离子和氯离子浓度的$\frac{1}{2}$，故答案为：c（Na⁺）=c（Cl^-）＞c（HCO₃^-）；

点评 本题考查物质含量的实验方案的设计和离子浓度大小比较等内容，题目难度中等，注意把握物质的性质以及实验方案的原理．