Question

17．（Ⅰ）部分弱酸的电离平衡常数如表：

弱酸	HCOOH	HClO	H2CO3	H2SO3
电离平衡常数（25℃）	Ka=1.77 ×10-4	Ka=4.0 ×10-8	Ka1=4.3×10-7 Ka2=4.7×10-11	Ka1=1.54×10-2 Ka2=1.02×10-7

（1）室温下①0.1mol•L^-1 HCOONa，②0.1mol•L^-1 NaClO，③0.1mol•L^-1 Na₂CO₃，④0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液的pH由大到小的关系为③②④①．
（2）浓度均为0.1mol•L^-1的Na₂SO₃和Na₂CO₃的混合溶液中，SO₃^2-、CO₃^2-、HSO₃^-、HCO₃^-浓度从大到小的顺序为c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）．
（3）少量CO₂通入到过量的NaClO溶液中发生反应的离子方程式ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO．
（4）常温下，pH=3的HCOOH溶液与pH=11的NaOH溶液等体积混合后，溶液中离子浓度由大到小的顺序为c（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
（Ⅱ）某小组运用工业上离子交换膜法制烧碱的原理，用如图所示装置电解K₂SO₄溶液．
①该电解槽中通过阴离子交换膜的离子数＜（填“＞”“＜”或“一”）通过阳离子交换膜的离子数；
②图中a、b、c、d分别表示有关溶液的pH，则a、b、c、d由小到大的顺序为b＜a＜c＜d；
③电解一段时间后，B出口与C出口产生气体的质量比为8：1．

Answer 1

分析 （Ⅰ）（1）酸性越弱对应形成的盐的水解能力越强，碱性越强；
（2）酸的电离常数越大，酸性越强，其盐的水解程度越小；水解程度越大，溶液中酸根离子浓度越小；
（3）根据强酸制取弱酸判断，H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-；
（4）甲酸为弱电解质，pH=3的甲酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合，甲酸过量，溶液呈酸性，据此回答；
（Ⅱ）①电解硫酸钾溶液，阳极发生氧化反应，OH^-被氧化生成O₂；SO₄^2-通过阴离子交换膜向阳极移动，钾离子通过阳离子交换膜向阴极移动；
②OH^-被氧化，阳极生成H⁺和O₂，pH减小，阴极发生还原反应生成H₂和OH^-，pH增大；
③B口生成氧气，C生成氢气．

解答 解：（Ⅰ）（1）图表中比较得到酸性强弱H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，对应盐水解程度HSO₃^-＜HCOO^-＜SO₃^2-＜HCO₃^-＜ClO^-＜CO₃^2-，室温下①0.1mol•L^-1 HCOONa，②0.1mol•L^-1 NaClO，③0.1mol•L^-1 Na₂CO₃，④0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液的pH由大到小的关系为：③②④①，
故答案为：③②④①；
（2）水解程度越大，溶液中酸根离子浓度越小，水解程度：CO₃^2-＞SO₃^2-，则溶液中离子浓度：c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-），
故答案为：c（SO₃^2-）＞c（CO₃^2-）＞c（HCO₃^-）＞c（HSO₃^-）；
（3）根据强酸制取弱酸知，H₂SO₃＞HCOOH＞HSO₃^-＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，少量CO₂通入到过量的NaClO溶液中生成次氯酸和碳酸氢钠，离子方程式为：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO，故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O=HCO₃^-+HClO；
（4）甲酸为弱电解质，pH=3的甲酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合，甲酸过量，溶液呈酸性，则c（H⁺）＞c（OH^-），溶液中存在：c（HCOO^-）+c（OH^-）=c（Na⁺）+c（H⁺），则c（Na⁺）＜c（HCOO^-），离子浓度顺序是：c（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）．
故答案为：c（HCOO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（Ⅱ）①电解硫酸钾溶液，阳极发生氧化反应，OH^-被氧化生成O₂，SO₄^2-通过阴离子交换膜向阳极移动，钾离子通过阳离子交换膜向阴极移动，由电荷守恒知钾离子数目大于硫酸根离子数目，
故答案为：＜；
②阳极上阴离子OH^-被氧化，pH减小，阴极阳离子氢离子发生还原反应生成H₂和OH^-，pH增大，则pH为b＜a＜c＜d，故答案为：b＜a＜c＜d；
③B口生成氧气，C生成氢气，物质的量之比为1：2，则质量之比为32：4=8：1，
故答案为：8：1．

点评 本题考查了盐类水解、弱电解质的电离、电解原理等知识点，根据弱电解质电离特点、盐类水解特点、电极反应的特点来分析解答即可，注意把握电离常数与酸性强弱的关系，题目难度中等．