Question

8．已知H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7、K_a2=5.6×10^-11；HClO的K_a=3.0×10^-8，HF的K_a=3.5×10^-4．
（1）NaClO溶液中通入少量CO₂发生反应的离子方程式为ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-．
（2）在饱和氯水中加入NaHCO₃，直至溶液的黄绿色褪去，则发生反应的离子方程式为Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑．
（3）常温下，将pH和体积都相同的氢氟酸和次氯酸分别加蒸馏水稀释，pH随溶液体积变化如图所示．
①曲线Ⅰ为HF稀释时pH的变化曲线．
②取A点的两种酸溶液，中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，消耗HClO体积较小．
（4）25℃时，将0.40mol•L^-1 HCN溶液与0.20mol•L^-1 NaOH溶液各100mL混合后，测得溶液的pH=a（a＞7）．则该溶液中所有离子浓度大小关系为c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；c（HCN）-c（CN^-）=2[10 ^a-14-10^-a]mol•L^-1．（假设混合后体积等于两种溶液体积之和）

Answer 1

分析 （1）酸性强弱HClO＞HCO₃^-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸；
（2）H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7＞HClO的K_a=3.0×10^-8＞H₂CO₃的K_a2=5.6×10^-11，所以氯水中加入NaHCO₃，只有盐酸反应，而次氯酸不反应，由此分析解答；
（3）①根据HClO的K_a=3.0×10^-8＜HF的K_a=3.5×10^-4，氢氟有酸是强于次氯酸，相同温度下，相同pH值的氢氟酸和次氯酸溶液，次氯酸浓度大，溶液稀释时，次氯酸进一步电离，其溶液中离子浓度大于氢氟酸的离子浓度；
②中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，酸性弱的消耗的量少；
（4）25℃时，将0.40mol•L^-1 HCN溶液与0.20mol•L^-1 NaOH溶液各100mL混合后，得到等物质的量浓度的NaCN和HCN的混合溶液，以NaCN的水解占主导，所以离子浓度大小为：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）、根据物料守恒得2c（Na⁺）=c（HCN）+c（CN^-），所以得c（HCN）+2c（H⁺）=2c（OH^-）+c（CN^-），则c（HCN）-c（CN^-）=2c（OH^-）-2c（H⁺）．

解答 解：（1）酸性强弱HClO＞HCO₃^-，根据强酸制取弱酸知，二者反应生成碳酸氢钠和次氯酸，离子方程式为ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-，
故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-；
（2）H₂CO₃的K_a1=4.2×10^-7＞HClO的K_a=3.0×10^-8＞H₂CO₃的K_a2=5.6×10^-11，所以氯水中加入NaHCO₃，只有盐酸反应，而次氯酸不反应，所以发生反应的离子方程式为：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑，故答案为：Cl₂+H₂O?H⁺+Cl^-+HClO，H⁺+HCO₃^-=H₂O+CO₂↑；
（3）①根据HClO的K_a=3.0×10^-8＜HF的K_a=3.5×10^-4，氢氟有酸是强于次氯酸，相同温度下，相同pH值的氢氟酸和次氯酸溶液，次氯酸浓度大，溶液稀释时，次氯酸进一步电离，其溶液中离子浓度大于氢氟酸的离子浓度，所以pH变化小的曲线为次氯酸，故II应为次氯酸稀释时的pH值变化曲线，则Ⅰ为HF，故答案为：HF；   
②中和相同体积、相同浓度的NaOH溶液，酸性弱的消耗的量少，所以HClO消耗体积较小，故答案为：HClO；  
（4）25℃时，将0.40mol．L^-1HCN溶液与0.20mol．L^-1NaOH溶液各100mL混合后，混合溶液中溶质为等物质的量浓度的HCN和NaCN，测得溶液的pH=a（a＞7），溶液呈碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），说明NaCN水解程度大于HCN，结合电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）得c（Na⁺）＞c（CN^-），盐类水解较微弱，所以离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；
根据电荷守恒得c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CN^-）、根据物料守恒得2c（Na⁺）=c（HCN）+c（CN^-），所以得c（HCN）+2c（H⁺）=2c（OH^-）+c（CN^-），则c（HCN）-c（CN^-）=2c（OH^-）-2c（H⁺）=2[10 ^a-14-10^-a]mol/L，
故答案为：c（Na⁺）＞c（CN^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）；2[10 ^a-14-10^-a]．

点评 本题考查酸碱混合溶液定性判断，为高频考点，明确各个物理量之间关系是解本题关键，注意电荷守恒、物料守恒的灵活运用，注意该混合溶液中HCN电离程度小于CN^-水解程度．