Question

11．室温下，现有四组混合溶液：
A.0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合
B.20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COONa溶液与10mL 0.1mol•L^-1 HCl溶液混合
C．pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水等体积混合
D.0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合
（1）请写出各溶液混合时发生反反应的离子方程式；
（2）判断各混合溶液的溶质成分及物质的量浓度，并比较四种混合溶液的酸碱性强弱；
（3）写出A溶液的电荷守恒、物料守恒、质子守恒等式．

Answer 1

分析 （1）A.0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水；
B.20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COONa溶液与10mL 0.1mol•L^-1 HCl溶液混合反应生成醋酸和氯化钠，醋酸钠过量，最后得到醋酸钠和醋酸、氯化钠的混合溶液；
C．pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水等体积混合，一水合氨是弱电解质；
D．0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合生成醋酸钠溶液；
（2）A.0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水，碳酸氢钠水解溶液显碱性；
B.20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COONa溶液与10mL 0.1mol•L^-1 HCl溶液混合反应生成醋酸和氯化钠，醋酸钠过量，最后得到醋酸钠和醋酸、氯化钠的混合溶液，醋酸电离大于醋酸根离子水解溶液显酸性；
C．pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水等体积混合，一水合氨是弱电解质，反应后一水合氨又电离溶液显碱性；
D．0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合生成醋酸钠溶液，醋酸根离子水解溶液显碱性；
（3）0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水，碳酸钠溶液中电荷守恒是溶液中阴阳离子所带电荷总数相同，物料守恒是n（Na）=2n（C），质子守恒是水电离出氢氧根离子浓度等于所有氢离子存在形式总和；

解答 解：（1）A.0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水，反应的化学方程式为：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
B.20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COONa溶液与10mL 0.1mol•L^-1 HCl溶液混合反应生成醋酸和氯化钠，醋酸钠过量，最后得到醋酸钠和醋酸、氯化钠的混合溶液，反应的化学方程式为：CH₃COONa+HCl=NaCl+CH₃COOH；
C．pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水等体积混合，一水合氨是弱电解质，NH₃•H₂O+HCl=NH₄Cl+H₂O；
D．0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合生成醋酸钠溶液，反应的化学方程式为CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O；
答：A中化学方程式为：NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，B中化学方程式为：CH₃COONa+HCl=NaCl+CH₃COOH，C中 化学方程式为：NH₃•H₂O+HCl=NH₄Cl+H₂O，D中化学方程式为：CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O；
（2）A.0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水，NaHCO₃+NaOH=Na₂CO₃+H₂O，碳酸钠溶液浓度0.05mol/L，碳酸氢钠水解溶液显碱性；
B.20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COONa溶液与10mL 0.1mol•L^-1 HCl溶液混合反应生成醋酸和氯化钠，醋酸钠过量，CH₃COONa+HCl=NaCl+CH₃COOH，最后得到醋酸钠和醋酸、氯化钠的混合溶液，溶液中醋酸钠、醋酸、氯化钠浓度都为$\frac{0.1}{3}$mol/L，醋酸电离大于醋酸根离子水解溶液显酸性；
C．pH=2的盐酸溶液与pH=12的氨水等体积混合，发生反应NH₃•H₂O+HCl=NH₄Cl+H₂O，一水合氨是弱电解质，反应后一水合氨又电离溶液显碱性，得到溶液中含溶质为：NH₄Cl和NH₃•H₂O，氯化铵浓度为0.005mol/L，一水合氨浓度小于0.005mol/L；
D．0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合生成醋酸钠溶液，CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O，生成醋酸钠溶液浓度为0.05mol/L，醋酸根离子水解溶液显碱性，
答：A中溶质为Na₂CO₃，溶液浓度0.05mol/L；B中溶质为CH₃COONa、CH₃COOH、NaCl，浓度都为$\frac{0.1}{3}$mol/L；C中溶质NH₄Cl和NH₃•H₂O；D中溶质为CH₃COONa，浓度为0.05mol/L；
（3）0.1mol•L^-1 NaHCO₃溶液与0.1mol•L^-1 NaOH溶液等体积混合反应生成碳酸钠和水，碳酸钠溶液中电荷守恒是溶液中阴阳离子所带电荷总数相同，c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-），物料守恒是n（Na）=2n（C），c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），质子守恒是水电离出氢氧根离子浓度等于所有氢离子存在形式总和，c（OH^-）=c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺），
答：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-），c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+2c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃），c（OH^-）=c（HCO₃^-）+2c（H₂CO₃）+c（H⁺）；

点评 本题考查了酸碱反应后溶液中溶质成分，溶液酸碱性判断，电解质溶液中盐类水解应用，注意电解质溶液中电荷守恒、物料守恒和质子守恒的判断，题目难度中等．