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【题目】水溶液中存在多种平衡,请回答下列问题。

(1)有下列几种溶液:a.NH3·H2O b.CH3COONa c.NH4Cl d.NaHSO4常温下呈酸性的有_________(填序号)

(2)已知25 时,醋酸的Ka=1.8×10-5 ,碳酸的Ka1=4.3×10-7Ka2=5.6×10-11。有①NaHCO3溶液,②CH3COONa溶液,③NaOH溶液各25 mL,浓度均为0.1mol/L三种溶液的pH由大到小顺序为______________(请序号);已知NaHCO3溶液呈碱性,该溶液中除水的电离外还存在着两个平衡,用电离方程式或离子方程式表示:__________________________________,该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是: __________________

(3)有浓度均为0.1 mol/L ①盐酸 ②硫酸 ③醋酸三种溶液,(请用序号填空) 三种溶液的pH由大到小的顺序为____________________;中和一定量NaOH溶液生成正盐时,需上述三种酸的体积大小关系为________________

【答案】cd ③①② HCO3-H++CO32- HCO3-+H2OH2CO3+OH- c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)>c(CO32-) >> <=

【解析】

(1)弱酸根离子水解显酸性,电离出氢离子的物质其水溶液显酸性;

(2)Ka越大,酸性越强,其对应盐的水解程度越小;NaHCO3溶液中HCO3-存在电离平衡和水解平衡,HCO3-水解程度大于电离程度而使溶液呈碱性,溶液中存在电荷守恒,无论电离程度还是水解程度都较小;

(3)氢离子浓度越大,酸性越强,其pH越小,氢离子浓度越小,消耗碱的量越少。

(1) a.NH3·H2O是一元弱碱,在溶液中存在电离平衡:NH3·H2ONH4++OH-,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+) ,溶液显碱性,a错误;

b.CH3COONa是强碱弱酸盐,在溶液中CH3COO-发生水解反应,消耗水电离产生的H+,破坏了水的电离平衡,水进一步发生电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,b错误;

c.NH4Cl是强酸弱碱盐,在溶液中NH4+发生水解反应,消耗水电离产生的OH-,破坏了水的电离平衡,水进一步发生电离作用,最终达到平衡时,溶液中c(H+)>c(OH-) ,溶液显酸性,c正确;

d.NaHSO4强酸的酸式盐,在水中NaHSO4完全电离出氢离子而使溶液呈强酸性,d正确;

所以呈酸性的溶液是氯化铵和硫酸氢钠,合理选项是cd

(2)Ka越大,酸性越强,其对应盐的水解程度越小,等浓度的盐溶液的碱性就越小,由于醋酸的电离平衡常数大于碳酸的第一步电离平衡常数,所以浓度均为0.1mol/L三种溶液,溶液的碱性NaHCO3溶液大于CH3COONa溶液;即pH:①>②,但盐的水解程度是微弱的,盐水解产生的OH-小于等浓度的一元强碱电离产生的OH-的浓度,因此pH最大的为NaOH溶液,所以pH由大到小顺序为③①②;

NaHCO3溶液中HCO3-存在电离平衡和水解平衡,方程式分别为:HCO3-H++CO32-HCO3-+H2OH2CO3+OH-HCO3-无论是发生电离还是发生水解都会使碳酸氢根离子浓度减小,而钠离子不水解,碳酸氢根离子水解,所以c(Na+)>c(HCO3-),溶液显碱性,说明HCO3-水解程度大于HCO3-的电离程度而使溶液呈碱性,所以c(OH-)>c(H+),但水解是微弱的,溶液中阴离子主要以HCO3-存在,所以c(HCO3-)> c(OH-),溶液中碳酸氢根离子电离出氢离子和碳酸根离子、水电离出氢离子,所以c(H+)>c(CO32-),故溶液中各种离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)> c(OH-)>c(H+)> c(CO32-)

(3)硫酸为二元强酸,盐酸为一元强酸,醋酸为一元弱酸,等浓度时硫酸中氢离子浓度最大,醋酸中氢离子浓度最小,溶液中氢离子浓度越大,溶液的pH就越小,所以三种溶液的pH由大到小的顺序为③>>②;

氢离子浓度越小,消耗碱的量越少,即氢离子浓度越小,中和一定量NaOH溶液生成正盐时,消耗酸的体积越大,所以消耗三种酸的体积有小到大的为②<=①。

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