Question

6．水是生命的源泉，工业的血液、城市的命脉，要保护好河流，河水是重要的饮用水源，污染物通过用水直接毒害人体，也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康．请问答下列问题：
（1）25℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，由水电离出c（OH^-）=0.001mol•L^-1．
（2）纯水在100℃时，pH=6，该温度下1mol．L^-1的NaOH溶液中，由水电离出的c（OH^-）=10^-12mol•l^-1
（3）体积均为100mL、pH均为2的CH₃COOH溶液与一元酸HX溶液，加水稀释过程中pH与体积的关系如图所示，则HX的电离平衡常数小于（填“大于”“小于”或“等于”）CH₃COOH的电离平衡常数．
（4）电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理置．己知：

化学式	电离平衡常数（25℃）
HCN	K=4.9×10-10
CH3COOH	K=1.8×10-5
H2CO3	K1=4.3x10-7，K2=5.6×10-11

①25℃时，有等浓度的NaCN容液、Ma₂CO₃溶液和CH₃COONa溶液，三种溶液的pH由大到小的顺序为Na₂CO₃溶液＞NaCN溶液＞CH₃COONa溶液．
②向NaCN溶液中通入少量的CO₂，发生反应化学方程式为NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃．
（5）25℃时，在CH₃COOH与CH₃COONa的混合洛液中，若测得pH=6，则溶液中CH₃COO^-）•c（Na⁺）=9.9×10^-7（填精确值）mol•L^-1．

Answer 1

分析 （1）碳酸钠溶液中因碳酸根离子水解导致溶液显碱性，盐溶液中盐的水解促进水的电离；
（2）纯水在100℃时，pH=6，Kw=10^-12，据此计算水电离出的氢氧根离子浓度；
（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱；
（4）①根据酸的电离常数进行分析判断，电离常数越大，对应盐的水解程度越小，溶液的pH越小；
②电离平衡常数越大，酸的酸性越强，根据表中数据可知酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，向NaCN溶液中通入少量CO₂，反应生成HCN和碳酸氢钠，据此写出反应的化学方程式；
（5）溶液中的电荷守恒来分析，C（CH₃COO^-）+C（OH^-）=C（Na⁺）+C（H⁺），故C（CH₃COO^-）-C（Na⁺）=C（H⁺）-C（OH^-）．

解答 解：（1）碳酸钠溶液中因碳酸根离子水解导致溶液显碱性，碳酸根水解的离子方程式为CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，其pH=11，则c（OH^-）=0.001mol/L，全部由水电离产生，故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-、HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，0.001；
（2）纯水在100℃时，pH=6，Kw=10^-12，该温度下1mol．L^-1的NaOH溶液中，由水电离出的c（OH^-）=c（H⁺）=10^-12mol/L，
故答案为：10^-12；
（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱，HX的电离平衡常数比醋酸小，
故答案为：小于；
（4）①根据图表数据分析，电离常数：醋酸＞HCN＞碳酸氢根离子，所以等浓度的NaCN溶液、Na₂CO₃溶液、CH₃COONa溶液水解程度为：Na₂CO₃溶液＞NaCN溶液＞CH₃COONa溶液，故溶液的pH为：Na₂CO₃溶液＞NaCN溶液＞CH₃COONa溶液，
故答案为：Na₂CO₃溶液＞NaCN溶液＞CH₃COONa溶液；
②根据电离平衡常数大小可知酸性：H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，向NaCN溶液中通入少量CO₂，反应生成HCN和碳酸氢钠，不能生成二氧化碳，反应的化学方程式为：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃，
故答案为：NaCN+H₂O+CO₂=HCN+NaHCO₃；
（5）25℃时，CH₃COOH和CH₃COONa的混合溶液，若测得混合液的PH=6，即C（H⁺）=10^-6mol/L，由于水的离子积为10^-14，故C（OH^-）=10^-8mol/L．
根据电荷守恒可知：C（CH₃COO^-）+C（OH^-）=C（Na⁺）+C（H⁺），故C（CH₃COO^-）-C（Na⁺）=C（H⁺）-C（OH^-）=10^-6mol/L-10^-8mol/L=9.9×10^-7mol/L，
故答案为：9.9×10^-7．

点评 本题考查弱电解质的电离，根据平衡常数确定酸性强弱，从而确定水解程度，注意加水稀释时从各微粒的物质的量变化分析，难度中等．