Question

水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流，河水是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可直接毒害人体，也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。
请回答下列问题：

(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，该温度下1 mol·L^－1的NaOH溶液中，由水电离出的
c(OH^－)＝________ mol·L^－1。
(2)25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解方程式为__________，由水电离出的c(OH^－)＝__________ mol·L^－1。
(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH₃COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如上图所示，则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH₃COOH的电离平衡常数。理由是__________________________________。
(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：

化学式	电离常数(25 ℃)
HCN	K＝4.9×10－10
CH3COOH	K＝1.8×10－5
H2CO3	K1＝4.3×10－7、K2＝5.6×10－11

 
①25 ℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na₂CO₃溶液和CH₃COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。
②向NaCN溶液中通入少量的CO₂，发生反应的化学方程式为__________________
(5)25 ℃时，在CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液中，若测得pH＝6，则溶液中c(CH₃COO^－)－c(Na^＋)＝________ mol·L^－1(填精确值)，c(CH₃COO^－)/c(CH₃COOH)＝________。

Answer 1

(1)10^－12　(2)CO₃^2—＋H₂OHCO₃^—＋OH^－、HCO₃^—＋H₂OH₂CO₃＋OH^－　10^－3　(3)小于　稀释相同倍数，一元酸HX的pH变化量比CH₃COOH的小，故酸性较弱，电离平衡常数较小　(4)①pH(Na₂CO₃溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH₃COONa溶液)　②NaCN＋H₂O＋CO₂=HCN＋NaHCO₃　(5)9.9×10^－7　18

(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，即c(H^＋)＝c(OH^－)＝10^－6，可知K_w＝10^－12,1 mol·L^－1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH^－)取决于溶液中的c(H^＋)，即c_水电离(OH^－)＝c(H^＋)＝10^－12 mol·L^－1。(2)碳酸钠的水解反应分步进行，以第一步为主，强碱弱酸盐溶液呈碱性，由水电离出的c(OH^－)或c(H^＋)取决于溶液中的c(OH^－)，为10^－3 mol·L^－1。(3)HX的pH变化量比醋酸的小，酸性较弱，电离平衡常数较小。(4)强碱弱酸盐对应的酸的酸性越弱，其水解程度就越大，pH越大，弱酸的电离平衡常数越小。其中Na₂CO₃对应的是K₂＝5.6×10^－11，H₂CO₃的K₁大于K(HCN)，K₂小于K(HCN)，因此向NaCN溶液中通入少量的CO₂，产物应是NaHCO₃。(5)溶液中存在电荷守恒：c(CH₃COO^－)＋c(OH^－)＝c(Na^＋)＋c(H^＋)，因此c(CH₃COO^－)－c(Na^＋)＝c(H^＋)－c(OH^－)＝9.9×10^－7 (mol·L^－1)。通过电离平衡常数的表达式可知c(CH₃COO^－)/c(CH₃COOH)＝K(CH₃COOH)/c(H^＋)＝18。