Question

12．已知某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四种离子，某同学推测其离子浓度大小顺序有如下四种关系：
①c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
②c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
③c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）
④c（Na⁺）＞c（OH^-）＞c（CH₃COO^-）＞c（H⁺）
（1）若溶液中只溶解了一种溶质，则该溶质是CH₃COONa，上述四种离子浓度的大小顺序为①（填序号）．
（2）若上述关系中③是正确的，则溶液中的溶质是CH₃COONa和CH₃COOH．
（3）若该溶液由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为c（NaOH）小于c（CH₃COOH）（填“大于”“小于”“等于”，下同），混合前酸中c（H⁺）和碱中c（OH^-）的关系是：c（H⁺）小于c（OH^-）．
（4）水解反应是典型的可逆反应．水解反应的化学平衡常数称为水解常数（用Kh表示），请写出Na₂CO₃第一步水解反应的水解常数表达式：$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$．

Answer 1

分析 某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四种离子，溶质可能是氢氧化钠和醋酸钠、醋酸钠、醋酸钠和醋酸；
（1）若溶液中只溶解了一种溶质，只能为CH₃COONa溶液，由醋酸根离子水解溶液显碱性来分析离子浓度大小；
（2）若上述关系中③是正确的，溶液呈酸性，且c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），则溶液中的溶质是醋酸钠和醋酸；
（3）若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），当二者浓度相等时，溶液为碱性，若为中性，则醋酸的浓度应该稍大些，氢氧化钠为强电解质、醋酸为弱电解质存在电离平衡，据此判断混合前酸中c（H⁺）和碱中c（OH^-）的关系；
（4）写出水解离子方程式，水解平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比．

解答 解：某溶液中只存在OH^-、H⁺、CH₃COO^-、Na⁺四种离子，溶质可能是氢氧化钠和醋酸钠、醋酸钠、醋酸钠和醋酸；
（1）若溶液中只溶解了一种溶质，该溶质只能为CH₃COONa，醋酸根离子水解、钠离子不水解，溶液呈碱性，CH₃COO^-+H₂O?CH₃COOH+OH^-，则c（OH^-）＞c（H⁺）、c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-），醋酸根离子水解程度较小，所以c（CH₃COO^-）＞c（OH^-），则溶液中离子浓度大小顺序是c（Na⁺）＞c（CH₃COO^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故选①；
故答案为：CH₃COONa；①；
（2）若上述关系中③是正确的，溶液呈酸性，且c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺），则溶液中的溶质是CH₃COONa和CH₃COOH，醋酸电离程度比醋酸根离子水解程度大，溶液显酸性，离子浓度大小为：c（CH₃COO^-）＞c（Na⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），
故答案为：CH₃COONa和CH₃COOH；
（3）醋酸钠是强碱弱酸盐，其溶液呈碱性，若该溶液是由体积相等的氢氧化钠溶液和醋酸溶液混合而成，且恰好呈中性，则c（H⁺）=c（OH^-），要使混合溶液呈中性，则醋酸的物质的量大于氢氧化钠，由于二者体积相等，则混合前两溶液的物质的量浓度大小关系为：c（NaOH）＜c（CH₃COOH）；
要使混合溶液呈中性，则醋酸的物质的量大于氢氧化钠，由于二者体积相等，醋酸是弱酸，部分电离，碱是强碱完全电离，所以混合前酸中c（H⁺）小于碱溶液中的c（OH^-），
故答案为：小于；小于；
（4）碳酸钠溶液中碳酸根离子分步水解，Na₂CO₃第一步水解反应的离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，水解平衡常数等于生成物浓度系数次幂之积与反应物浓度系数次幂之积的比，Kh=$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$，
故答案为：$\frac{[O{H}^{-}][HC{{O}_{3}}^{-}]}{[C{{O}_{3}}^{2-}]}$．

点评 本题考查了离子浓度大小比较、酸碱混合的定性判断、盐类水解原理，明确溶液中的溶质及溶液酸碱性再结合电荷守恒来分析解答，知道弱电解质电离特点，题目难度中等．