Question

7．根据题给信息，完成下列各小题：
Ⅰ、某造纸厂排出的废水，经取样分析其中除了含有游离汞、纤维素以及其它的有机物外，其它成分为c（Na⁺）=4×10^-4mol/L，c（SO4^2-）=2.5×10-4mol/L，c（Cl^-）=1.6×10-5 mol/L，c（NO^3-）=1.4×10^-5 mol/L，c（Ca²⁺）=1.5×10^-5 mol/L，则该废水的pH为4．
Ⅱ、有四种一元酸HA、HB、HC、HD，相同物质的量浓度的NaD和NaB溶液的pH，前者比后者大；NaA溶液呈中性；1mol/L的KC溶液遇酚酞试液呈红色；同体积、同物质的量浓度的HB、HC分别作导电性试验，发现后者的导电性比前者强，则这四种酸的酸性由强到弱的顺序为HA＞HC＞HB＞HD．
Ⅲ、常温下，将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合，两种溶液的浓度和混合后所得
溶液的pH如下表：

实验编号	HA物质的量浓度（mol/L）	NaOH物质的量浓度（mol/L）	混合溶液的pH
①	0.1	0.1	pH=9
②	c	0.2	pH=7
③	0.2	0.1	pH＜7

请回答：
（1）从①组情况分析，HA是强酸还是弱酸弱酸（填“强酸”或“弱酸”）；
（2）①组实验所得混合溶液中由水电离出的c（OH^-）=10^-5mol•L^-1．
（3）②组情况表明，c大于0.2mol/L（选填“大于”、“小于”或“等于”）．混合液中离子浓度c（^A-）与c（Na⁺）的大小关系是c（A^-）=c（Na⁺）．
（4）从③组实验结果分析，说明HA的电离程度大于NaA的水解程度（选填“大于”、“小于”或“等于”），该混合溶液中离子浓度由大到小的顺序是c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

Answer 1

分析 I．任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒计算氢离子浓度，从而计算溶液pH；
II．相同浓度的钠盐溶液，酸越弱其钠盐pH越大，所以酸性HB＞HD；
NaA溶液呈中性，则NaA是强酸强碱盐，则HA是强酸；
1mol/L的KC溶液遇酚酞试液呈红色，则KC是强碱弱酸盐，则HC是弱酸；同体积、同物质的量浓度的HB、HC分别作导电性试验，发现后者的导电性比前者强，则酸性HC＞HB，据此判断酸性强弱；
III．（1）根据①知，等物质的量的HA和NaOH恰好反应生成NaA，溶液呈碱性，则NaA是强碱弱酸盐；
（2）①中由水电离出的c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$；
（3）NaA是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则酸应该稍微过量；溶液呈中性，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒判断c（A^-）与c（Na⁺）相对大小；
（4）物质的量浓度相等的HA、NaA混合溶液pH＜7，说明HA的电离程度大于A^-水解程度，但水解程度较小，根据电荷守恒判断c（A^-）与c（Na⁺）相对大小．

解答 解：I．任何电解质溶液中都存在电荷守恒，根据电荷守恒得c（H⁺）=2c（SO₄^2-）+c（Cl^-）+c（NO₃^-）-c（Na⁺）-2c（Ca²⁺）=2×2.5×10^-4 mol/L+1.6×10^-5 mol/L+1.4×10^-5 mol/L-4×10^-4mol/L-2×1.5×10^-5 mol/L=10^-4 mol/L，则溶液的pH=4，故答案为：4；
II．相同浓度的钠盐溶液，酸越弱其钠盐pH越大，所以酸性HB＞HD；
NaA溶液呈中性，则NaA是强酸强碱盐，则HA是强酸；
1mol/L的KC溶液遇酚酞试液呈红色，则KC是强碱弱酸盐，则HC是弱酸；同体积、同物质的量浓度的HB、HC分别作导电性试验，发现后者的导电性比前者强，则酸性HC＞HB，所以酸性强弱顺序是HA＞HC＞HB＞HD，
故答案为：HA＞HC＞HB＞HD；
III．（1）根据①知，等物质的量的HA和NaOH恰好反应生成NaA，溶液呈碱性，则NaA是强碱弱酸盐，所以HA是弱酸，故答案为：弱酸；
（2）①中由水电离出的c（OH^-）=$\frac{{K}_{w}}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{{K}_{w}}{1{0}^{-pH}}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-9}}$mol/L=10^-5mol/L，故答案为：10^-5；
（3）NaA是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，要使混合溶液呈中性，则酸应该稍微过量，酸碱体积相等，则c＞0.2mol/L；溶液呈中性，则c（OH^-）=c（H⁺），根据电荷守恒得c（A^-）=c（Na⁺），故答案为：大于；c（A^-）=c（Na⁺）；
（4）物质的量浓度相等的HA、NaA混合溶液pH＜7，说明HA的电离程度大于A^-水解程度，但水解程度较小，根据电荷守恒得c（A^-）＞c（Na⁺），所以离子浓度大小顺序是，故答案为：大于；c（A^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．

点评 本题考查弱电解质的电离、酸碱混合溶液定性判断等知识点，侧重考查分析推断能力，明确溶液中的溶质及其性质是解本题关键，难点是计算溶液中水电离出的氢离子或氢氧根离子浓度．