Question

4．Ⅰ．常温下，如果取0.2mol/LHA溶液与0.2mol/LNaOH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=8，试回答以下问题：
（1）混合溶液的pH=8的原因（用离子方程式表示）：A^-+H₂O?HA+OH^-．
（2）混合溶液中由水电离出的c（H⁺）大于0.1mol/LNaOH溶液中由水电离出的c（H⁺）．（选填“大于”、“小于”或“等于”）
（3）求出混合液中下列算式的精确计算结果（填具体数字）：c（Na⁺）-c（A^-）=9.9×10^-7mol/L．
（4）已知NH₄A溶液为中性，又知HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，试推断（NH₄）₂CO₃溶液的pH大于7（选填“大于”、“小于”或“等于”）；
Ⅱ．相同条件下，有pH均为4的盐酸、硫酸、醋酸三溶液，其物质的量浓度依次为c₁、c₂、c₃，则c₁、c₂、c₃由大到小顺序为c₃＞c₁＞c₂．
Ⅲ．已知海水中镁离子浓度为1.8×10^-3mol/L，且K_sp[Mg（OH）₂]=1.8×10^-11，常温下要使海水中镁离子产生沉淀，溶液的pH最低应为10．

Answer 1

分析 I．（1）取0.1mol/L的HA溶液与0.1mol/L的NaOH溶液等体积混合（忽略混合后溶液体积的变化），二者的物质的量相同，恰好完全反应生成NaA，测得混合溶液的pH=8，说明NaA水解呈碱性；
（2）含有弱根离子的盐能促进水电离，酸或碱能抑制水电离；
（3）根据电荷守恒和质子守恒及pH分析；
（4）根据题意知，HA的酸性比碳酸强，NH₄A溶液为中性，说明铵根离子和该酸根离子水解程度相同，由此得知铵根离子水解程度小于碳酸根离子，所以（NH₄）₂CO₃中溶液呈碱性；
II．pH相等的三种酸，氢离子浓度相等，硫酸浓度是盐酸的$\frac{1}{2}$，醋酸的浓度大于氢离子的浓度；
III．根据Ksp[Mg（OH）₂]=c（Mg²⁺）×c²（OH^-），结合已知离子浓度计算．

解答 解：I．（1）等物质的量的一元酸和一元碱恰好反应生成盐和水，生成的盐溶液呈碱性说明该酸是弱酸，生成的盐能水解导致溶液中氢氧根离子浓度大于氢离子浓度，溶液的pH值大于7，水解方程式为：A^-+H₂O?HA+OH^-，
故答案为：A^-+H₂O?HA+OH^-；
（2）该盐含有弱根离子能促进水电离，氢氧化钠是强碱能抑制水电离，所以混合溶液中由水电离出的c（H⁺）大于0.1mol•L^-1NaOH溶液中由水电离出的c（H⁺），
故答案为：大于；
（3）由电荷守恒可知，c（Na⁺）-c（A^-）=c（OH^-）-c（H⁺）=10^-6-10^-8=9.9×10^-7mol/L，
故答案为：9.9×10^-7；
（4）将HA溶液加到Na₂CO₃溶液中有气体放出，说明HA的酸性比碳酸的强，NH₄A溶液为中性，说明相同条件下，氨水和HA的电离程度相同，所以（NH₄）₂CO₃中铵根离子的水解程度小于碳酸根离子的水解程度，溶液显碱性，即溶液的pH大于7；
故答案为：大于；
II．盐酸是一元强酸完全电离，硫酸是二元强酸完全电离，醋酸是弱酸部分电离，[H⁺]相同时，醋酸浓度最大，硫酸的浓度最小，所以物质的量浓度由大到小的顺序是c₃＞c₁＞c₂，
故答案为：c₃＞c₁＞c₂；
III．（3）已知某地海水中的镁离子的浓度为1.8×10^-3 mol•L^-1，则c²（OH^-）=$\frac{{K}_{sp}[Mg（OH）_{2}]}{c（M{g}^{2+}）}$，
则c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1.8×1{0}^{-11}}{1.8×1{0}^{-3}}}$=1.0×10^-4 mol•L^-1，
则c（H⁺）=1.0×10^-10mol•L^-1，所以pH=10；
故答案为：10．

点评 本题考查了弱电解质的电离、酸碱混合溶液定性判断、溶度积常数的有关计算等知识点，根据弱电解质电离特点及酸碱中和反应来分析解答，明确物质的性质是解本题关键，再结合基本概念、pH的计算、物料守恒等知识点分析，题目难度中等．