Question

10．（1）某温度下，纯水的c（H⁺）=2×10^-7mol•L^-1，则此时c（OH^-）为2×10^-7mol•L^-1；若温度不变，滴入稀盐酸使c（H⁺）=5×10^-4mol•L^-1则溶液中由水电离产生的c（H⁺）为8×10^-11mol/L，此时温度高于（填“高于”、“低于”或“等于”）25℃．
（2）已知C（s）、CO（g）和H₂（g）完全燃烧的热化学方程式为：
①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ/mol
写出C（s）与水蒸气反应生成CO和H₂的热化学方程式：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol．
（3）常温下，取物质的量浓度相同的NaOH和HCl溶液，以3：2体积比相混合，所得混合液的pH=12，则原溶液的物质的量浓度为0.05mol/L．（溶液体积变化忽略不计）
（4）常温下，0．lmol•L^-1NaHCO₃溶液的pH大于7，用离子方程式表示其原因HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-．
（5）常温下0.1mol/L的下列溶液①NH₄Al（SO₄）₂ ②NH₄Cl ③NH₃•H₂O ④CH₃COONH₄溶液中c（NH₄⁺）由大到小的顺序是：①＞②＞④＞③．（填序号）

Answer 1

分析 （1）纯水中c（H⁺）=c（OH^-），K_w=c（H⁺）×c（OH^-），水的离子积常数只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，酸性溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，水的电离是吸热反应，升高温度能促进水电离，所以温度越高，水的离子积常数越大，据此分析解答；
（2）依据热化学方程式和盖斯定律计算①-②-③得到所需热化学方程式；
（3）酸碱混合后，pH=12，则碱过量，剩余的c（OH^-）=0.01mol/L，以此来计算；
（4）碳酸氢钠是强酸弱碱盐，溶液中碳酸氢根离子水解程度大于电离程度，溶液显碱性；
（5）铝离子水解显酸性抑制铵根离子水解，醋酸根离子促进铵根离子水解，氯离子对铵根离子水解无影响，一水合氨是弱碱存在微弱的电离平衡，据此分析．

解答 解：（1）纯水中水电离方程式为：H₂O?H⁺+OH^-，c（H⁺）=c（OH^-）=2×10^-7 mol•L^-1，K_w=c（H⁺）．c（OH^-）=2×10^-7×2×10^-7=4×10^-14，
温度不变，水的离子积常数不变，滴入稀盐酸使c（H⁺）=5×10^-4mol•L^-1，所以c（OH^-）=$\frac{Kw}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{4×1{0}^{-14}}{5×1{0}^{-4}}$=8×10^-11mol/L，酸性溶液中水电离出的氢离子浓度等于溶液中氢氧根离子浓度，所以水电离出的氢离子浓度是8×10^-11mol/L，水的电离是吸热反应，升高温度能促进水电离，所以温度越高，水的离子积常数越大，该温度下的水的离子积常数是4×10^-14＞1×10^-14，所以该温度高于25°C；
故答案为：2×10^-7 mol•L^-1；8×10^-11mol/L；高于；
（2）①C（s）+O₂（g）═CO₂（g）△H₁=-393.5kJ/mol
②H₂（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═H₂O（g）△H₂=-242.0kJ/mol
③CO（g）+$\frac{1}{2}$O₂（g）═CO₂（g）△H₃=-283.0kJ/mol
依据盖斯定律计算①-②-③得到，C（s）与水蒸气反应生成CO和H₂的热化学方程式为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol，
故答案为：C（s）+H₂O（g）=CO（g）+H₂（g）△H=+131.5KJ/mol；
（3）设NaOH和HCl的物质的量浓度均为x，NaOH和HCl溶液以3：2体积比相混合，体积分别为3V、2V，
酸碱混合后，pH=12，则碱过量，剩余的c（OH^-）=0.01mol/L，
则$\frac{3V×x-2V×x}{5V}$=0.01mol/L，
解得x=0.05mol/L，
故答案为：0.05mol/L；
（4）NaHCO₃溶液的pH大于7，是因为HCO₃^-水解，反应离子方程式为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，溶液呈碱性，故答案为：HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-；
（5）①NH₄Al（SO₄）₂ 中铝离子水解溶液显酸性，Al³⁺+3H₂O?Al（OH）₃+3H⁺，抑制铵根离子水解；
②NH₄Cl是强酸弱碱盐，铵根离子能水解但较弱；
③NH₃•H₂O是弱电解质，电离程度较小；
④CH₃COONH₄中醋酸根离子促进铵根离子水解，
水解是微弱的反应过程，水解程度很小，所以铵根离子浓度大小顺序是：①＞②＞④＞③，
故答案为：①＞②＞④＞③；

点评 本题考查了水的离子积常数、热化学方程式和盖斯定律、酸碱混合的计算、盐类水解及离子浓度大小的比较，注意水的离子积常数只与温度有关，与溶液的酸碱性无关，盐类水解程度微弱和影响因素判断，题目难度中等．