Question

17．（1）常温下，取0.2mol•L^-1 HCl溶液与0.2mol•L^-1 MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，试回答以下问题：
①混合溶液中由水电离出的c （H⁺）＞0.2mol•L^-1HCl溶液中由水电离出的c （H⁺）
（填“＞、＜或=”）．
②求出混合物中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：
c （Cl^-）-c （M⁺）=9.9×10^-7mol•L^-1，c （H⁺）-c （MOH）=1.0×10^-8mol•L^-1．
③若常温下取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，测得混合溶液的pH＜7，说明MOH的电离程度＜（填“＞、＜或=”）MCl的水解程度．溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（2）CO₂在自然界循环时可与CaCO₃反应，CaCO₃是一种难溶物质，其ksp=2.8×10^-9．CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合可形成CaCO₃沉淀，现将等体积的CaCl₂溶液与Na₂CO₃溶液混合，若Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，则生成沉淀所需CaCl₂ 溶液的最小浓度为5.6×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）①室温下取0.2mol•L^-1HCl溶液与0.2mol•L^-1 MOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），测得混合溶液的pH=6，说明得到的盐是强酸弱碱盐，其溶液呈酸性，含有弱根离子的盐促进水电离；
②根据物料守恒和电荷守恒计算离子浓度大小；
③室温下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，溶液中的溶质是MCl和MOH，测得混合溶液的pH＜7，说明碱的电离程度小于盐的水解程度，根据电荷守恒判断离子浓度大小；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）计算沉淀时混合溶液中c（Ca²⁺），原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍．

解答 解：（1）①等体积等浓度的盐酸和MOH恰好反应生成盐，得到的盐溶液呈酸性，说明该盐是强酸弱碱盐，含有弱根离子的盐促进水电离，酸抑制水电离，所以混合溶液中水电离出的c（H⁺）＞0.2 mol•L^-1 HCl溶液中水电离出的c（H⁺），
故答案为：＞；
②根据电荷守恒得c（Cl^-）-c（M⁺）=c（H⁺）-c（OH^-）=10^-6 mol/L-10^-8 mol/L=9.9×10^-7mol•L^-1，根据质子守恒得 c（H⁺）-c（MOH）=c（OH^-）=1.0×10^-8mol•L^-1，
故答案为：9.9×10^-7；1.0×10^-8；
③室温下如果取0.2mol•L^-1 MOH溶液与0.1mol•L^-1 HCl溶液等体积混合，溶液中的溶质是MCl和MOH，测得混合溶液的pH＜7，说明碱的电离程度小于盐的水解程度，溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），结合电荷守恒知c（Cl^-）＞c（M⁺），盐中阴阳离子浓度大于氢离子和氢氧根离子浓度，所以溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：＜；c（Cl^-）＞c（M⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（2）Na₂CO₃溶液的浓度为2×10^-4mol/L，等体积混合后溶液中c（CO₃^2-）=$\frac{1}{2}$×2×10^-4mol/L=1×10^-4mol/L，根据Ksp=c（CO₃^2-）•c（Ca²⁺）=2.8×10^-9可知，c（Ca²⁺）=$\frac{2.8×1{0}^{-9}}{1×1{0}^{-4}}$mol/L=2.8×10^-5mol/L，原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为混合溶液中c（Ca²⁺）的2倍，故原溶液CaCl₂溶液的最小浓度为2×2.8×10^-5mol/L=5.6×10^-5mol/L．
故答案为：5.6×10^-5．

点评 本题考查了离子浓度大小比较，题目难度中等，涉及酸碱混合的定性判断及溶液pH的计算、离子浓度大小比较、难溶物溶解平衡及其计算等知识，明确电荷守恒、物料守恒的含义为解答关键，注意掌握难溶物溶度积的表达式及应用，试题培养了学生的灵活应用能力．