Question

酸、碱、盐在水溶液中的反应是中学化学研究的主题．
（1）0.4mol/L的NaOH溶液与0.2mol/L HnA溶液等体积混合后pH=10，则HnA是

 

（①一元强酸  ②一元弱酸  ③二元强酸  ④二元弱酸），理由是

 

．
（2）将pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，则下面图象正确的是

 

（填图象符号）

（3）已知PbI₂的Ksp=7.0×10^-9，将1.0×10^-2mol/L的KI与Pb（NO₃）₂溶液等体积混合，则生成PbI₂沉淀所需Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为

 

．
（4）在25℃下，将a mol/L的氨水与0.1mol/L的盐酸等体积混合，反应平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-），则溶液显

 

性（填“酸”“碱”或“中”）；用含a的代数式表示NH₃?H₂O的电离常数Kb=

 

．
（5）等体积的pH均为4的盐酸与NH₄Cl溶液中，发生电离的水的物质的量前者与后者的比值为

 

．
（6）已知KBiO₃+MnSO₄+H₂SO₄→Bi₂（SO₄）₃+KMnO₄+H₂O+K₂SO₄（未配平），利用上述化学反应设计成如图所示原电池，其盐桥中装有饱和K₂SO₄溶液．

①电池工作时，盐桥中的K⁺移向

 

（填“甲”或“乙”烧杯）
②甲烧杯中发生反应的电极方程式为

 

．

Answer 1

考点：酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算,原电池和电解池的工作原理,盐类水解的原理,难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质

专题：

分析：（1）根据混合液pH=10可知，混合液为碱性，然后分别讨论得出该酸为二元弱酸；
（2）pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，氯化铵溶液的pH变化较小，氯化氢溶液的pH变化较大，据此判断；
（3）将1.0×10^-2 mol/L的KI与Pb（NO₃）₂溶液等体积混合，c（I^-）=0.5×10^-2 mol/L，如生成沉淀，应满足c²（I^-）×c（Pb²⁺）≥7.0×10^-9，以此计算；
（4）25℃时，混合溶液呈存在电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），因为存在c（NH₄⁺）=c（Cl^-），所以c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈中性，所以c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L，混合后溶液体积增大一倍，所以溶液中c（Cl^-）=0.05mol/L，c（NH₃?H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.05mol/L，K_b=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

；
（5）盐酸中的氢氧根离子是水电离的，氯化铵中的氢离子是水电离的，据此进行计算；
（6）根据反应KBiO₃+MnSO₄+H₂SO₄→Bi₂（SO₄）₃+KMnO₄+H₂O+K₂SO₄中化合价变化及原电池工作原理判断电流方向，根据图示甲烧杯中的溶质形成其电极方程式．

解答： 解：（1）混合液的pH=10，说明反应后溶液显碱性，设两种溶液都是1L，反应之前氢氧根离子的物质的量为0.4mol，如果HnA是二元强酸，则反应前氢离子的物质的量为0.4mol，氢离子和氢氧根离子完全反应，反应后溶液为中性；如果HnA是一元强酸，反应前氢离子的物质的量为0.2mol，混合液中氢氧根离子浓度为0.1mol/L，反应后溶液的pH=13，若为由于弱酸，则溶液的pH＞13，故HA为二元弱酸，
故答案为：④；生成正盐水解显碱性；
（2）pH相同的NH₄Cl溶液和HCl溶液稀释相同的倍数，氯化铵溶液中铵根离子水解导致溶液显示酸性，稀释后铵根离子水解程度增大，溶液中氢离子的物质的量增大，而氯化氢为强电解质，稀释过程中氢离子浓度减小，所以稀释后两溶液的pH都增大，且氯化氢溶液的pH变化较大，通过观察图象可知，正确的选项为B，
故答案为：B；
（3）将1.0×10^-2 mol/L的KI与Pb（NO₃）₂溶液等体积混合，c（I^-）=0.5×10^-2 mol/L，
如生成沉淀，应满足c²（I^-）×c（Pb²⁺）≥7.0×10^-9，
则c（Pb²⁺）≥

7.0×10-9

(0.5×10-2)2

mol/L=2.8×10^-4mol/L，
则所需Pb（NO₃）₂溶液的最小浓度为：2×2.8×10^-4mol/L=5.6×10^-4mol/L，
故答案为：5.6×10^-4mol/L；
（4）25℃时，混合溶液呈存在电荷守恒c（NH₄⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（Cl^-），因为存在c（NH₄⁺）=c（Cl^-），所以c（H⁺）=c（OH^-），溶液呈中性，所以c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7 mol/L，混合后溶液体积增大一倍，所以溶液中c（Cl^-）=0.05mol/L，c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.05mol/L，c（NH₃?H₂O）=0.5amol/L-c（NH₄⁺）=0.5amol/L-0.005mol/L，K_b=

c(NH4+)?c(OH-)

c(NH3?H2O)

=

0.05×10-7

0.5a-0.05

mol/L=

10-8

a-0.1

mol/L，
故答案为：中性；

10-8

a-0.1

mol/L；
（5）等体积的pH均为4的盐酸中氢离子浓度抑制了水的电离，则盐酸中氢氧根离子是水电离的，则水电离的氢离子为10^-10mol/L；
pH=4的NH₄Cl溶液中，铵根离子水解促进了水的电离，则水电离的氢离子为10^-4mol/L，所以发生电离的水的物质的量前者与后者的比值为：10^-10mol/L：10^-4mol/L=10^-6，
故答案为：10^-6；
（6）①反应KBiO₃+MnSO₄+H₂SO₄→Bi₂（SO₄）₃+KMnO₄+H₂O+K₂SO₄中，KBiO₃→Bi₂（SO₄）₃，Bi元素化合价降低被还原，MnSO₄→KMnO₄，Mn元素化合价升高被氧化，则该原电池中负极变化为：MnSO₄→KMnO₄，正极变化为：KBiO₃→Bi₂（SO₄）₃，
所以甲烧杯中发生的反应为负极反应，乙烧杯中为正极反应，电子从甲烧杯的石墨流向乙烧杯的石墨，即甲为负极、乙为正极，
盐桥中钾离子带正电荷，其移动方向与电流方向一致，则钾离子从甲烧杯流向乙，
故答案为：乙；
②根据分析可知，甲烧杯中锰离子失去电子生成高锰酸根离子，其电极反应式为：Mn²⁺-5e^-+4H₂O=MnO₄^-+8H⁺，故答案为：Mn²⁺-5e^-+4H₂O=MnO₄^-+8H⁺．

点评：本题考查了酸碱混合的定性判断、原电池工作原理、盐的水解原理等知识，题目难度较大，试题知识点较多、综合性较强，充分考查了学生的分析、理解能力及综合应用所学知识的能力．