Question

20．钠及其化合物具有广泛的用途．
（1）常温下，浓度均为0.1mol/L的下列五种钠盐溶液的pH如表；

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1

上述盐溶液中的阴离子，结合氢离子能力最强的是；根据表中数据，浓度均为0.01mol/L的下列四种酸的溶液分别稀释100倍，pH变化最大的是C（填序号）．        
A．HCN             B．HClO           C．CH₃COOH           D．H₂CO₃
（2）有①100mL0.1mol/L碳酸氢钠 ②100mL0.1mol/L碳酸钠两种溶液，溶液中水电离出的氢离子个数：＜（填“＞”“=”“＜”下同）；溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②＞①
（3）碳酸氢钠是一种强（填“强”或“弱”）电解质；常温下，0.1mol/L碳酸氢钠溶液的pH大于8，试用离子方程式表达其原因，该溶液中Na⁺、HCO₃^-、H₂CO₃、CO₃^2-、OH^-五种微粒浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）．
（4）实验室中常用氢氧化钠来进行洗气和提纯．
①当150mL1mol/L的氢氧化钠溶液吸收标况下2.24L二氧化碳时，所得溶液中各离子浓度由大到小的顺序为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）．
②几种离子开始沉淀时的pH下表：

离子	Fe2+	Cu2+	Mg2+
pH	7.6	5.2	10.4

当向含相同浓度Cu²⁺、Mg²⁺、Fe²⁺的溶液中滴加氢氧化钠溶液时，Cu²⁺（填离子符号）先沉淀，Ksp[Fe（OH）₃]Ksp[Mg（OH）₂]＜（填“＞”“=”或“＜”），要使0.2mol/L硫酸铜溶液中铜离子沉淀较为完全（使铜离子浓度降至原来的千分之一），则应向溶液里加入氢氧化钠溶液使溶液pH为6．（ Ksp[Cu（OH）₂]=2×10^-20 ）

Answer 1

分析 （1）越容易水解的盐，越容易结合氢离子，相同浓度的钠盐溶液，pH越大则盐的水解程度越大，浓度相同的酸稀释相同的倍数后，酸性越强的酸其pH变化越大；
（2）碳酸钠和碳酸氢钠促进水的电离，水解程度大，则水的电离程度大；Na₂CO₃溶液中CO₃^2-的水解大于碳酸氢钠中HCO₃^-的水解，据此进行判断；
（3）碳酸氢钠属于盐类，在水溶液里完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子；碳酸氢根离子水解生成碳酸分子和氢氧根离子；0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，说明碳酸氢根离子的水解程度大于电离程度；
（4）①根据盐类的水解和电荷守恒来分析，注意盐类的水解是微弱的；
②开始沉淀时pH小的离子先沉淀，溶度积常数越小的物质越先沉淀；0.2mol/L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，c（Cu²⁺）=0.0002mol/L，根据Ksp计算pH．

解答 解：（1）越容易水解的盐，越容易结合氢离子，相同浓度的钠盐溶液，pH越大则盐的水解程度越大，所以最易水解的盐是碳酸钠，所以最容易结合氢离子的阴离子是CO₃^2-；浓度相同的酸稀释相同的倍数后，酸性越强的酸其pH变化越大，HCN、HClO、CH₃COOH、H₂CO₃四种酸的酸性大小顺序是CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCN，所以溶液的pH变化最大的是醋酸，故选C，
故答案为：CO₃^2-；C；
（2）碳酸钠和碳酸氢钠促进水的电离，碳酸根离子水解程度大，则碳酸钠中水的电离程度大，即溶液中水电离出的H⁺个数：②＞①，Na₂CO₃溶液中CO₃^2-的水解大于乙中HCO₃^-的水解，则碳酸钠中阴离子浓度之和大，即溶液中阴离子的物质的量浓度之和：②＞①，
故答案为：＜；：②＞①；
（3）碳酸氢钠属于盐类，在水溶液里完全电离生成钠离子和碳酸氢根离子，属于强电解质，HCO₃^-水解生成碳酸分子与氢氧根离子，水解离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，常温下，0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液的pH大于8，c（OH^-）＞c（H⁺），说明HCO₃^-水解程度大于其电离程度，故c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）、c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），水解程度不大所以c（HCO₃^-）＞c（H₂CO₃）、c（HCO₃^-）＞c（OH^-），溶液中氢氧根来源于水的电离与HCO₃^-水解，故c（OH^-）＞c（H₂CO₃），所以c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-），
故答案为：强；HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H₂CO₃）＞c（CO₃^2-）；
（4）①300mL 1mol•L^-1的NaOH的物质的量=1mol/L×0.3L=0.3mol，标准状况下4.48LCO₂的物质的量=$\frac{4.48L}{22.4L/mol}$=0.2mol，所以氢氧化钠和二氧化碳反应方程式为2CO₂+3NaOH=Na₂CO₃+NaHCO₃+H₂O，溶液中碳酸根离子水解而使溶液呈碱性，即c（OH^-）＞c（H⁺），碳酸根离子水解生成碳酸氢根离子，所以c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-），由于水解程度较小，所以c（CO₃^2-）＞c（OH^-），故溶液中各离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（CO₃^2-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
②pH小的离子先沉淀，溶度积常数越小的物质越先沉淀，所以Cu²⁺先沉淀，K_SP[（Fe（OH）₂]＜K_SP[（Mg（OH）₂]，0.2mol/L的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀较为完全（使Cu²⁺浓度降至原来的千分之一）则应向溶液里加NaOH溶液，c（Cu²⁺）=0.0002mol/L，c（0H^-）=$\sqrt{\frac{2×1{0}^{-20}}{2×1{0}^{-4}}}$=10^-8mol/L，c（H⁺）=10^-6mol/L，所以pH=6，
故答案为：Cu²⁺；＜；6．

点评 本题考查了弱电解质的电离、盐的水解、离子浓度的比较、Ksp的应用等知识点，题目考查的知识点较多，题目难度中等，注意把握溶液中离子浓度大小比较的方法．