Question

6．物质在水溶液中可能存在电离平衡、盐的水解平衡或沉淀溶解平衡，它们都可看做是化学平衡的一种．请根据所学化学知识回答下列问题：
Ⅰ、已知0.01mol/L的NaHCO₃溶液呈碱性．
（1）该溶液中存在着三个平衡体系，用电离方程式或离子方程式表示：
①HCO₃^-?H⁺+CO₃^2- ②HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-③H₂O?H⁺+OH^-．
（2）溶液中共有7种不同的粒子（指分子和离子）．
（3）该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）．
（4）向该溶液中加入AlCl₃溶液，有白色胶状沉淀生成，同时产生一种无色无味并能使澄清石灰水变浑浊的气体，写出该反应的离子方程式：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑．
Ⅱ、有盐酸、硫酸、醋酸三种溶液，试回答：
（1）若三种溶液的浓度均为0.1mol•L^-1，其c（H⁺） 依次为a mol•L^-1，b mol•L^-1，c mol•L^-1，其大小顺序为b＞a＞c；中和一定量NaOH溶液生成正盐时，需上述三种酸的体积依次是V₁L、V₂L、V₃L，其大小关系为V₂＞V₁=V₃．
（2）若三种溶液的pH都为2，分别取10mL上述溶液加水稀释至1000mL，此时三种溶液的pH₁、pH₂、pH₃之间的关系为pH₁=pH₂＞pH₃（用“＜”、“＞”或“=”表示，pH₁--代表盐酸、pH₂--代表硫酸、pH₃--代表醋酸）
Ⅲ、已知含有足量AgCl固体的饱和溶液中存在如下平衡：AgCl（s）═Ag⁺（aq）+Cl^-（aq），且在25℃时，AgCl的K_sp=1.8×10^-10．现将足量AgCl固体分别放入下列液体中：①100mL蒸馏水 ②100mL0.3mol/L AgNO₃溶液   ③100mL0.1mol/L MgCl₂溶液充分搅拌后冷却到25℃时，此时c（Ag⁺）由大到小的顺序为②①③（填序号），溶液②中c（Cl^-）=6×10^-10mol/L．

Answer 1

分析 Ⅰ、（1）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的电离和水解方程，及水的电离方程；
（2）根据溶液的溶质及存在的平衡方程分析；
（3）NaHCO₃溶液呈碱性HCO₃^-的水解程度大于电离程度；
（4）HCO₃^-与Al³⁺发生相互促进的水解，生成二氧化碳和氢氧化铝沉淀；
II、（1）如果酸是强电解质，一元酸的浓度与氢离子浓度相等，二元酸的浓度为氢离子浓度的一半；如果酸是弱电解质，一元酸的浓度大于氢离子浓度；
中和一定量NaOH溶液生成正盐时，酸的浓度相等时，如果是一元酸，所用酸的体积相等，如果是二元酸，酸的体积是一元酸的一半；
（2）稀释浓度相等的酸，促进弱电解质电离；
III、氯化银饱和溶液中存在沉淀溶解平衡，饱和溶液中的溶度积是常数，当溶液中氯离子浓度增大时，银离子浓度会减小；依据溶度积分别计算．

解答 解：Ⅰ、（1）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-的电离和水解方程，及水的电离方程，所以溶液中的平衡方程式有：HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-；
故答案为：①HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，②HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，③H₂O?H⁺+OH^-；
（2）NaHCO₃溶液中存在HCO₃^-?H⁺+CO₃^2-，HCO₃^-+H₂O?H₂CO₃+OH^-，H₂O?H⁺+OH^-，所以溶液中的微粒有HCO₃^-、H⁺、CO₃^2-、H₂CO₃、H₂O、OH^-、Na⁺，则溶液中共有7中微粒；
故答案为：7；
（3）NaHCO₃溶液呈碱性，HCO₃^-的水解程度大于电离程度，所以该溶液中的离子浓度由大到小的顺序是c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
故答案为：c（Na⁺）＞c（HCO₃^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）＞c（CO₃^2-）；
（4）HCO₃^-与Al³⁺发生相互促进的水解，生成二氧化碳和氢氧化铝沉淀，其反应的离子方程式为：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
故答案为：3HCO₃^-+Al³⁺═Al（OH）₃↓+3CO₂↑；
II、（1）氯化氢和硫酸是强电解质，盐酸是一元酸，硫酸是二元酸，醋酸是弱电解质且是一元酸，所以盐酸中氢离子浓度与酸的浓度相等，硫酸中氢离子浓度是硫酸的浓度的2倍，醋酸中氢离子浓度小于醋酸的浓度，所以氢离子浓度其大小顺序为b＞a＞c；
中和一定量NaOH溶液生成正盐时，酸的浓度相等，如果是一元酸，所用酸的体积相等，如果是二元酸，酸的体积是一元酸的一半，所以三种酸的体积大小关系是V₂＞V₁=V₃；
故答案为：b＞a＞c；V₂＞V₁=V₃；
（2）硫酸是二元强酸，盐酸是一元强酸，醋酸是一元弱酸，PH相等的三种酸，氢离子浓度相等，加水稀释促进醋酸电离，所以稀释后溶液中氢离子浓度①=②＜③，则溶液中pH₁=pH₂＞pH₃，
故答案为：pH₁=pH₂＞pH₃；  
III、K_sp=1.8×10^-10mol²•L^-2=C（Ag⁺）•C（Cl^-），通过计算分别得到：①100mL蒸馏水中含银离子浓度和氯离子浓度相同；②100mL 0.2mol•L^-1AgNO₃溶液中Ag⁺浓度为0.3mol/l抑制沉淀溶解平衡，c（Cl^-）=6×10^-10mol/L；③100mL0.1mol/L MgCl₂溶液中氯离子浓度为0.2mol/L，银离子浓度=9×10^-10mol/L；综上所述c（Ag⁺）由大小顺序为：②①③；②中氯离子的浓度6×10^-10 mol/L；
故答案为：②①③；6×10^-10mol/L．

点评 本题考查了盐的水解、水解方程和电离方程是书写、溶液中离子浓度的关系、弱电解质的电离、Kp的应用等，侧重于反应原理的应用的考查，题目综合性较强，难度中等．