Question

含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，在化学上用作缓冲溶液．向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大．
（1）向该溶液中加入少量盐酸时，发生反应的离子方程式是

 

，向其中加入少量KOH溶液时，发生反应的离子方程式是

 

（2）现将0.04mol?L^-1HA溶液和0.02mol?L^-1NaOH溶液等体积混合，得到缓冲溶液．①若HA为HCN，该溶液显碱性，则溶液中c（Na⁺）

 

c（CN^-）（填“＜”、“=”或“＞”），你得出该结论的依据是

 

②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性．溶液中所有的离子按浓度由大到小排列的顺序是

 

醋酸和盐酸是中学化学中常见的酸，在一定条件下，CH₃COOH溶液中存在电离平衡：CH₃COOH?CH₃COO^-+H⁺△H＞0．
（1）常温下，在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（CH₃COO^-）=

 

（列式，不必化简）；下列方法中，可以使0.10mol?L^-1 CH₃COOH的电离程度增大的是

 

?
a．加入少量0.10mol?L^-1的稀盐酸  b．加热CH₃COOH溶液c．加水稀释至0.010mol?L^-1 d．加入少量冰醋酸
e．加入少量氯化钠固体 f．加入少量0.10mol?L^-1的NaOH溶液
（2）将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中，经过充分反应后，发现只在一种溶液中有锌粉剩余，则生成氢气的体积：V（盐酸）

 

V（醋酸），反应的最初速率为：v（盐酸）

 

v（醋酸）．（填写“＞”、“＜”或“=”）
（3）某同学用0.1000mol/LNaOH溶液分别滴定20.00mL 0.1000mol/LHCl和20.00mL0.1000mol/L
CH₃COOH，得到如图所示两条滴定曲线，请完成有关问题：
①NaOH溶液滴定CH₃COOH溶液的曲线是

 

（填“图1”或“图2”）；
②a=

 

mL．
（4）常温下，将0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸钠溶液混合，所得溶液为中性，则混合溶液中各离子的浓度按由大到小排序为

 

．
（5）已知：90℃时，水的离子积常数为Kw=3.80×10^-13，在此温度下，将pH=3的盐酸和pH=11的氢氧化钠溶液等体积混合，则混合溶液中的c（H⁺）=

 

（保留三位有效数字）mol/L．

Answer 1

考点：弱电解质在水溶液中的电离平衡,盐类水解的应用

专题：电离平衡与溶液的pH专题,盐类的水解专题

分析：弱酸HA与其钠盐NaA的混合溶液，用作缓冲溶液，说明HA可以与碱反应，NaA可以与酸反应，使溶液遇到酸碱时pH变化不大；
（1）HA可以与碱反应，NaA可以与酸反应；
（2）①据溶液中的电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CN^-）+c（OH^-）解答；
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性，说明c（H⁺）＞c（OH^-），结合溶液电中性原则分析；
（1）根据醋酸的电离平衡CH₃COOH?H⁺+CH₃COO^-和电荷守恒来计算，醋酸溶液中氢离子由醋酸和水电离；醋酸的电离是吸热反应，加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离；
（2）生成氢气的体积取决于酸的量的多少；
（3）①根据盐酸和醋酸在滴定开始时的pH来判断；
②据NaOH与HCl中和是物质的量之比为1：1计算a的值；
（4）溶液显中性，说明氢离子和氢氧根的浓度一定相等，醋酸钠是强碱弱酸盐，水解显碱性，根据电荷守恒来判断离子浓度大小关系；
（5）强酸和强碱混合后溶液的氢离子浓度可以根据中和反应的实质来计算．

解答： 解：（1）含有弱酸HA和其钠盐NaA的混合溶液，向其中加入少量酸或碱时，溶液的酸碱性变化不大，是由于加入酸时发生：A^-+H⁺?HA，加入碱时发生：HA+OH^-?H₂O+A^-，溶液中氢离子或氢氧根离子浓度变化不大而起到缓冲作用，
故答案为：A^-+H⁺?HA；HA+OH^-?H₂O+A^-；
（2）①该溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），根据溶液电中性原则可知c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CN^-）+c（OH^-），则c（Na⁺）＞c（CN^-），
故答案为：＞；因为c（Na⁺）+c（H⁺）=c（CN^-）+c（OH^-），溶液显碱性，则c（H⁺）＜c（OH^-），所以c（Na⁺）＞c（CN^-）；
②若HA为CH₃COOH，该溶液显酸性，说明c（H⁺）＞c（OH^-），根据溶液电中性原则可知c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），弱电解质的电离使微弱的，所以c（Na⁺）＞c（H⁺），故答案为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）；
（1）在 pH=5的稀醋酸溶液中，c（H⁺）=10^-5mol/L，则c（OH^-）=10^-9mol/L，根据醋酸溶液中电荷守恒可知：c（H⁺）═c（OH^-）+c（CH₃COO^-），可以看出，c（CH₃COO^-）=c（H⁺）-c（OH^-）=（10^-5-10^-9）mol/L；
醋酸的电离是吸热反应，加水稀释、加入碱、加热都能促进醋酸的电离；
a．加入少量0.10mol?L^-1的稀盐酸，溶液中氢离子浓度增大，抑制醋酸的电离，则醋酸的电离程度降低，故错误；
b．醋酸的电离是吸热反应，加热CH₃COOH溶液，促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
c．加水稀释至0.010mol?L^-1，促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
d．加入少量冰醋酸，醋酸的电离平衡向正反应方向移动，但醋酸的电离程度降低，故错误；
e．加入少量氯化钠固体，不影响平衡的移动，则不改变醋酸的电离，故错误；
f．加入少量0.10mol?L^-1的NaOH溶液，氢氧根离子和氢离子反应生成水，氢离子浓度降低，促进醋酸的电离，则醋酸的电离程度增大，故正确；
故答案为：（10^-5-10^-9）mol/L；bcf；
（2）醋酸是弱酸，随着它和金属的反应，电离平衡不断地向右移动，会电离出更多的氢离子，所以等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中，剩余锌粉的为因素溶液，醋酸中剩余的为醋酸，所以醋酸产生的氢气体积较大，且反应速率快，
故答案为：＜；＜；
（3）①滴定开始时0.1000mol/L盐酸pH=1，0.1000mol/L醋酸pH＞1，所以滴定醋酸的曲线是图2，故答案为：图2；
②HCl与NaOH反应时，物质的量之比为1：1，等浓度的盐酸和氢氧化钠中和时，其溶液体积比为1：1，所以a=20mL，故答案为：20；
（4）将0.1mol/L盐酸和0.1mol/L醋酸钠溶液混合，反应生成醋酸，如等体积混合物，溶液呈酸性，溶液呈中性，应加入少量盐酸，生成醋酸，则c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（Cl^-）溶液恰好呈中性，氢离子和氢氧根的浓度一定相等，c（H⁺）=c（OH^-），则有c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-），
故答案为：c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（Cl^-）＞c（H⁺）=c（OH^-）；
（5）pH=3的盐酸中c（H⁺）=10^-3mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中c（OH^-）=38×10-1410-11=38×10^-3mol/L，混合后：H⁺+OH^-=H₂O，所以碱剩余，剩余的氢氧根的浓度为c（OH^-）=38×10-3-10-32=0.0185mol/L，所以c（H⁺）=38×10-140.0185≈2.05×10^-11（mol/L），
故答案为：2.05×10^-11．

点评：本题综合考查离子浓度大小比较以及酸碱混合的计算，侧重于盐类水解和弱电解质电离的考查，题目难度中等，注意结合电荷守恒解答和注意缓冲溶液的原理．