Question

8．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表所示，回答下列问题：

化学式	CH3COOH	H2CO3	HClO
电离平衡常数	Ka=1.8×10-5	Ka1=4.3×10-7 Ka2=5.6×10-11	Ka=3.0×10-8

（1）物质的量浓度均为0.1mol•L^-1的四种溶液：
a．CH₃COONa　　　　　　　b．Na₂CO₃         c．NaClO          d．NaHCO₃
pH由小到大排列的顺序是a＜d＜c＜b（用编号填写）．
（2）常温下，0.1mol•L^-1 CH₃COOH溶液加水稀释过程中，下列表达式的数据变大的是BD（填字母）．
A．c（H⁺）   B.$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$   C．c（H⁺）•c（OH^-）    D.$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$     E.$\frac{c（{H}^{+}）•c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$
（3）写出向次氯酸钠溶液中通入少量二氧化碳的离子方程式：ClO^-+H₂O+CO₂=HCO₃^-+HClO．
（4）25℃时，CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液，若测得混合液pH=6，则溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol•L^-1（填准确数值）．
（5）25℃时，将a mol•L^-1的醋酸与b mol•L^-1氢氧化钠等体积混合，反应后溶液恰好显中性，用a、b表示醋酸的电离平衡常数为$\frac{b×10-7}{a-b}$．
（6）体积均为100mL pH=2的CH₃COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如图所示，则HX的电离平衡常数大于（填“大于”、“小于”或“等于”）CH₃COOH的电离平衡常数．
（7）标准状况下，将1.12L CO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，用溶液中微粒的浓度符号完成下列等式：
①c（OH^-）=2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）．
②c（H⁺）+c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

Answer 1

分析 （1）弱酸的电离平衡常数越大，其酸性越强，其酸根的水解程度越弱；
（2）0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀释过程中，氢离子与醋酸根离子物质的量增大，醋酸分子物质的量减小，浓度减小，酸性减弱，水的离子积常数不变，醋酸的电离平衡常数不变；
（3）次氯酸酸性大于碳酸氢根离子，反应生成碳酸氢钠和次氯酸；
（4）根据溶液中的电荷守恒和物料守恒来计算；
（5）将a  mol•L^-1的醋酸溶液与b mol•L^-1的氢氧化钠溶液等体积混合，溶液呈中性，说明醋酸过量，醋酸和氢氧化钠溶液发生反应CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O，则溶液中c（CH₃COOH）=$\frac{a-b}{2}$mol•L^-1，达到电离平衡时，溶液呈中性，氢离子浓度是1×10^-7mol•L^-1，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=$\frac{b}{2}$mol•L^-1，则k=$\frac{C（C{H}_{3}CO{O}^{-}）×C（{H}^{+}）}{C（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{b×10-7}{a-b}$；
（6）pH相等的酸中，加水稀释促进弱酸电离，稀释相同的倍数，pH变化大的为强酸，小的为弱酸；
（7）①根据质子守恒分析解答；②根据溶液中的电荷守恒书写．

解答 解：（1）据电离平衡常数可知，酸性由强到弱的顺序为：CH₃COOH＞H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，弱酸的酸性越弱其酸根离子的水解程度越大，溶液碱性越强，所以pH由小到大排列顺序是a＜d＜c＜b，故答案为：a＜d＜c＜b；
（2）0.1mol/L的CH₃COOH溶液加水稀释过程中，氢离子与醋酸根离子物质的量增大，浓度减小，酸性减弱，A、氢离子浓度减小，故错误；
B、加水稀释过程中，氢离子物质的量增大，醋酸分子物质的量减小，所以$\frac{c（{H}^{+}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$增大，故正确；
C、水的离子积常数不变，故错误；
D、醋酸溶液加水稀释时酸性减弱，氢离子浓度减小氢氧根离子浓度增大，所以$\frac{c（O{H}^{-}）}{c（{H}^{+}）}$ 增大，故正确；
E、醋酸的电离平衡常数不变，故错误；
故答案为：BD；
（3）次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子离子，反应生成碳酸氢根离子，反应的离子方程式为：ClO^-+H₂O+CO₂=HCO₃^-+HClO，故答案为：ClO^-+H₂O+CO₂=HCO₃^-+HClO；（4）CH₃COOH与CH₃COONa的混合溶液中，存在电荷守恒：c（Na⁺）+c（H⁺）=c（OH^-）+c（CH₃COO^-），所以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^-7mol•L^-1；
（5）将amol•L^-1的醋酸溶液与b mol•L^-1的氢氧化钠溶液等体积混合，溶液呈中性，说明醋酸过量，醋酸和氢氧化钠溶液发生反应CH₃COOH+NaOH=CH₃COONa+H₂O，则溶液中c（CH₃COOH）=$\frac{a-b}{2}$mol•L^-1，达到电离平衡时，溶液呈中性，氢离子浓度是1×10^-7mol•L^-1，c（Na⁺）=c（CH₃COO^-）=$\frac{b}{2}$mol•L^-1，则k=$\frac{C（C{H}_{3}CO{O}^{-}）×C（{H}^{+}）}{C（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{b×10-7}{a-b}$，故答案为：$\frac{b×10-7}{a-b}$；
（6）pH相等的酸中，加水稀释促进弱酸电离，稀释相同的倍数，pH变化大的为强酸，小的为弱酸，所以HX的酸性大于醋酸，则HX的电离平衡常数大于醋酸，
故答案为：大于；
（7）标准状况下，将1.12L CO₂通入100mL 1mol•L^-1的NaOH溶液中，1.12L CO₂的物质的量为：$\frac{1.12L}{22.4L/mol}$=0.05mol，氢氧化钠的物质的量为：1mol•L^-1×0.1L=0.1mol，二者恰好完全反应生成碳酸钠，质子守恒得：c（OH^-）=2c（H₂CO₃）+c（HCO₃^-）+c（H⁺）；电荷守恒：c（H⁺）+c（Na⁺）=2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-），故答案为：①c（HCO₃^-）+c（H⁺）；②2c（CO₃^2-）+c（HCO₃^-）+c（OH^-）．

点评 本题考查了弱电解质的电离，明确弱电解质的电离特点、电离平衡常数与酸根离子水解程度的关系再结合守恒思想分析解答，（7）题要先判断溶液中的溶质，再结合离子水解程度相对大小判断离子浓度，难度中等．