Question

20．有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离可以产生下列离子（每种物质只含一种阴离子且互不重复）

阳离子	Na+、Ba2+、NH4+
阴离子	CH3COO-、Cl-、OH-、SO42-

已知：A、C溶液的PH均大于7，相同温度、浓度的A、B溶液中水的电离程度相同．
C溶液与D溶液混合只产生沉淀，B溶液与C溶液混合只产生刺激性气味的气体，A溶液与D溶液混合时无明显现象．则
（1）A为CH₃COONaB为NH₄Cl（写化学式）
（2）若常温下浓度为Cmol/L的A溶液中水电离出的C（H⁺）=10^-5mol/L，则此溶液的PH=9．在此条件下，若将浓度均为2cmol/L的A与B溶液等体积混合后，所得溶液中由水电离的C（H⁺）＞10^-5mol/L（ 填“＞”“＜”或“=”）此溶液的PH近似等于7．
（3）25C⁰时0.1mol/LB溶液的PH=a，则B溶液中 C（H⁺）-C（NH₃．H₂O）=10 ^a-14mol/L（用a表示）
（4）25C⁰时，在一定体积的0.005mol/L的C溶液中．加入一定体积的0.00125mol/L的盐酸混合后PH=11，若不考虑溶液体积变化，则C溶液与盐酸溶液的体积比为1：4．

Answer 1

分析 有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子（每种物质只含有一种阴离子且互不重复），
①A、C溶液pH均大于7，说明一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，弱酸强碱盐是醋酸钠；
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀，说明一种溶液含有钡离子，一种溶液含有硫酸根离子；
B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，说明一种溶液含有铵根离子，一种溶液含有氢氧根离子，A溶液和D溶液混合时无明显现象，且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同，所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠．
（1）上述分析可知A为醋酸钠、B是氯化铵；
（2）若常温下浓度为Cmol/L的A为醋酸钠溶液中水电离出的C（H⁺）=c（OH^-）=10^-5mol/L，醋酸根离子水解显碱性，依据溶液中离子积常数计算得到氢原子氢离子浓度，计算溶液PH，在此条件下，若将浓度均为2cmol/L的A为醋酸钠溶液与B为氯化铵溶液等体积混合后，铵根离子水解和醋酸根离子水解都促进水的电离，所得溶液中由水电离的氢离子浓度大于10^-5mol/L，醋酸根离子水解程度和铵根离子水解程度近似相同，溶液呈中性；
（3）根据溶液中电荷守恒、物料守恒计算c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）；
（4）混合溶液的pH=11，则溶液中氢氧根离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3 mol/L，根据C（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{混合溶液体积}$计算氢氧化钡和盐酸的体积之比．

解答 解：有A、B、C、D四种强电解质，它们在水中电离时可产生下列离子（每种物质只含有一种阴离子且互不重复），
①A、C溶液pH均大于7，说明一种是强碱，一种是弱酸强碱盐，弱酸强碱盐是醋酸钠；
②C溶液和D溶液相遇只生成白色沉淀，说明一种溶液含有钡离子，一种溶液含有硫酸根离子；
B溶液和C溶液相遇时只生成刺激性气味的气体，说明一种溶液含有铵根离子，一种溶液含有氢氧根离子，A溶液和D溶液混合时无明显现象，且相同浓度的A、B的溶液中水的电离程度相同，所以A是醋酸钠、B是氯化铵、C是氢氧化钡、D是硫酸钠．
（1）通过以上分析知，A是醋酸钠、B是氯化铵化学式为：CH₃COONa；NH₄Cl，故答案为：CH₃COONa；NH₄Cl；
（2）若常温下浓度为Cmol/L的A为醋酸钠溶液中水电离出的C（H⁺）=c（OH^-）=10^-5mol/L，醋酸根离子水解显碱性，溶液中氢离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，溶液PH=-lg[H⁺]=9，在此条件下，若将浓度均为2cmol/L的A为醋酸钠溶液与B为氯化铵溶液等体积混合后，铵根离子水解和醋酸根离子水解都促进水的电离，所得溶液中由水电离的氢离子浓度大于10^-5mol/L，醋酸根离子水解程度和铵根离子水解程度近似相同，溶液呈中性，故答案为：9；＞；7；
（3）根据溶液中电荷守恒得c（H⁺）+c（NH₄⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），根据溶液中物料守恒得 c（NH₃．H₂O）+c（NH₄⁺）=c（Cl^-），将两个等式相减得c（H⁺）-c（NH₃•H₂O）=c（OH^-）=10 ^a-14，故答案为：10 ^a-14mol/L；
（4）混合溶液的pH=11，则溶液中氢氧根离子浓度=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-11}}$=10^-3 mol/L，设氢氧化钡的体积为X，盐酸的体积为Y，c（OH^-）=$\frac{n（O{H}^{-}）-n（{H}^{+}）}{混合溶液体积}$=$\frac{0.005×2×X-0.00125Y}{X+Y}$=10^-3 mol/L，X：Y=1：4，故答案为：1：4．

点评 本题以化合物的推断为载体考查了物质的量的有关计算、离子浓度大小的比较等知识点，明确物质的性质是推断化合物的关键，本题的难点是判断溶液中离子浓度大小的比较，根据物料守恒和电荷守恒来判断即可，难度较大．