Question

15．试回答下列问题（温度均为25℃）：
（1）将0.2mol/L HB溶液与0.1mol/L MOH溶液等体积混合，测得混合溶液的pH=4，则混合溶液中由水电离出的c（H⁺）＞0.2mol/L HB溶液中由水电离出的c（H⁺）．（填“＞”、“＜”或“=”）
（2）pH=13的Ba（OH）₂溶液a L与pH=3的HCl溶液b L混合．若所得混合溶液呈中性，则a：b=1：100．
（3）在载人航天器的生态系统中，不仅要求分离去除CO₂，还要求提供充足的O₂．某种电化学装置可实现如下转化：2CO₂=2CO+O₂，得到的CO还可以用作燃料．已知某个电极的反应为：4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，该电极为阳极；另一个电极的反应式为CO₂+H₂O+2e^-=CO+2OH^-．
（4）已知K_sp[Cu（OH）₂]=1×10^-20．要使0.2mol/L 的CuSO₄溶液中Cu²⁺沉淀较为完全，则应向溶液里加入NaOH溶液，调整溶液的pH范围为＞6.5．

Answer 1

分析 （1）HB过量，反应后溶液中HB的浓度为0.05mol/L，而溶液的pH=4，说明HB只能部分电离出氢离子，则HB为弱酸，NaB为强碱弱酸盐，溶液呈碱性；将0.2mol/L HB溶液与0.1mol/L MOH溶液等体积混合，得到等浓度的HB和MB的混合溶液，测得混合溶液的pH=4，溶液显酸性，说明HB电离 程度大于B^-离子水解；
（2）根据反应后溶液为中性可知：n（H⁺）=n（OH^-），据此列式计算；
（3）失电子的电极发生氧化反应为电解池的阳极，阴极发生还原反应，CO₂被还原生成CO；
（4）Cu²⁺沉淀较为完全浓度降至原来的千分之一，根据K_sp求出OH^-离子的浓度，再求pH．

解答 解：（1）HB过量，反应后溶液中HB的浓度为0.05mol/L，而溶液的pH=4，说明HB只能部分电离出氢离子，则HB为弱酸，NaB为强碱弱酸盐，溶液呈碱性；将0.2mol/L HB溶液与0.1mol/L MOH溶液等体积混合，得到等浓度的HB和MB的混合溶液，测得混合溶液的pH=4，溶液显酸性，说明HB电离 程度大于B^-离子水解，混合溶液中水电离的氢离子浓度一定大于0.2mol/L HB溶液中由水电离出的c（H⁺）；
故答案为：＞；
（2）pH=13的Ba（OH）₂溶液 a L与pH=3的HCl溶液bL混合．若所得混合溶液呈中性，则：n（H⁺）=n（OH^-），即：0.1mol/L×2×aL=0.001mol/L×2×bL，
则：a：b=1：100，
故答案为：1：100；
（3）4OH^--4e^-=O₂↑+2H₂O，该电极为阳极，另一电极为阴极发生还原反应，CO₂被还原生成CO，阴极反应为：2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-，
故答案为：阳；2CO₂+4e^-+2H₂O=2CO+4OH^-；
（4）Cu²⁺沉淀较为完全时的浓度=1×10^-5mol/L，
则c（OH^-）=$\sqrt{\frac{1×1{0}^{-20}}{1×1{0}^{-5}}}$mol/L═10^-7.5mol/L，
则c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-7.5}}$mol/L=10^-6.5mol/L，
所以pH=-lg（10^-6.5）=6.5，则应向溶液里加入NaOH溶液，调整溶液的pH范围为PH＞6.5，
故答案为：＞6.5

点评 本题考查了弱电解质电离平衡影响因素、酸碱反应后溶液酸碱性的判断、溶液PH计算、溶度积常数计算等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．