Question

3．（1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-20的溶液，其pH为4或10，此时水的电离受到抑制．
（2）在某温度下，H₂O的离子积常数为1×10^-13 mol²•L^-2，则该温度下：100mL 0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液与100mL 0.4mol•L^-1的KOH溶液混合后，pH=12．
（3）已知一溶液有4种离子：X⁺、Y^-、H⁺、OH^-，下列分析结果肯定错误的是C．
A．c（Y^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-）      B．c（X⁺）＞c（Y^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺）
C．c（H⁺）＞c（Y^-）＞c（X⁺）＞c（OH^-）     D．c（OH^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（Y^-）
（4）在25℃下，将a mol•L^-1的氨水与0.01mol•L^-1的盐酸等体积混合，反应时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）．则溶液显中（填“酸”“碱”或“中”）性；用含a的代数式表示NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$．
（5）水溶液中的行为是中学化学的重要内容．已知下列物质的电离常数值：
HClO：K_a=3×10^-8  H₂CO₃：K_a1=4.3×10^-7 K_a2=5.6×10^-11；84消毒液中通入少量的CO₂，该反应的化学方程式为NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃．

Answer 1

分析 （1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-20的溶液中满足：c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-10mol/L，则该溶液抑制了水的电离，为酸性或碱性溶液；
（2）在某温度下，H₂O的离子积常数为1×10^-13 mol²•L^-2，则该温度下：100mL 0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液和100mL 0.4mol•L^-1的KOH溶液混合，n（H₂SO₄）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（KOH）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，KOH有剩余，混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.04-0.01×2}{0.1+0.1}$mol/L=0.1mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-13}}{0.1}$mol/L=10^-12mol/L；
（3）该溶液可能为中性、酸性、碱性溶液，但溶液中一定满足电荷守恒，根据电荷守恒进行判断；
（4）在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH₃．H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，根据NH₃•H₂O的电离常数K_b计算；
（5）酸的电离平衡常数越大，酸的酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，根据电离平衡常数知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，则次氯酸钠和二氧化碳水反应生成碳酸氢钠和次氯酸．

解答 解：（1）常温下某溶液中由水电离出的离子浓度符合c（H⁺）•c（OH^-）=1×10^-20的溶液中满足：c（H⁺）=c（OH^-）=1×10^-10mol/L，则该溶液抑制了水的电离，为酸性或碱性溶液，溶液的pH可能为4或10，
故答案为：4或10；抑制；
（2）在某温度下，H₂O的离子积常数为1×10^-13 mol²•L^-2，则该温度下：100mL 0.1mol•L^-1H₂SO₄溶液和100mL 0.4mol•L^-1的KOH溶液混合，n（H₂SO₄）=0.1mol/L×0.1L=0.01mol，n（KOH）=0.4mol/L×0.1L=0.04mol，KOH有剩余，混合溶液中c（OH^-）=$\frac{0.04-0.01×2}{0.1+0.1}$mol/L=0.1mol/L，c（H⁺）=$\frac{1{0}^{-13}}{0.1}$mol/L=10^-12mol/L，pH=12，故答案为：12；
（3）A．当溶液为酸性时，可以满足关系：c（Y^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（OH^-），故A正确；
B．当溶液呈碱性时可以满足c（X⁺）＞c（Y^-）＞c（OH^-）＞c（H⁺），故B正确；
C．该关系c（H⁺）＞c（Y^-）＞c（X⁺）＞c（OH^-）无法了电荷守恒，故C错误；
D．当溶液呈碱性，且YOH远远过量时可以满足c（OH^-）＞c（X⁺）＞c（H⁺）＞c（Y^-），故D正确；
故答案为：C；
（4）在25℃下，平衡时溶液中c（NH₄⁺）=c（Cl^-）=0.005mol/L，根据物料守恒得c（NH₃•H₂O）=（0.5a-0.005）mol/L，根据电荷守恒得c（H⁺）=c（OH^-）=10^-7mol/L，溶液呈中性，NH₃•H₂O的电离常数K_b=$\frac{c（N{{H}_{4}}^{+}）．c（O{H}^{-}）}{c（N{H}_{3}．{H}_{2}O）}$=$\frac{5×1{0}^{-3}×1{0}^{-7}}{0.5a-5×1{0}^{-3}}$=$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$，
故答案为：中；$\frac{1{0}^{-9}}{a-0.01}$；    
（5）酸的电离平衡常数越大，酸的酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸，根据电离平衡常数知，酸性H₂CO₃＞HClO＞HCO₃^-，则次氯酸钠和二氧化碳水反应生成碳酸氢钠和次氯酸，反应方程式为NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃，
故答案为：NaClO+CO₂+H₂O═HClO+NaHCO₃．

点评 本题查离子浓度大小比较、盐类水解的应用及电解原理，为高频考点，题目难度中等，侧重于学生的分析、理解及计算能力的考查，明确盐类水解规律及酸性强弱的关系、电离平衡常数的计算、离子的放电顺序等即可解答，难点是（4）题计算，注意电荷守恒及物料守恒的灵活运用．