Question

9．水溶液是中学化学的重点研究对象．
（1）常温下，将pH=3的盐酸a L分别与下列三种溶液混合，结果溶液均呈中性．①浓度为1.0×10^-3 mol•L^-1的氨水b L；②c（OH^-）=1.0×10^-3 mol•L^-1的氨水c L；③c（OH^-）=1.0×10^-3 mol•L^-1的氢氧化钡溶液d L．
则a、b、c、d之间的关系是b＞a=d＞c．
（2）已知：K_sp（AgCl）=1.8×10^-10，向50mL 0.018mol•L^-1的AgNO₃溶液中加入相同体积0.020mol•L^-1的盐酸，则①c（Ag⁺）=1.8×10^-7mol/L，②此时所得混合溶液的pH=2．
（3）常温下，浓度均为0.1mol•L^-1的下列六种溶液的pH如表：

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	NaX
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述盐溶液中的阴离子，结合质子能力最强的是CO₃^2-．
②根据表中数据，浓度均为0.01mol•L^-1的下列五种物质的溶液中，分别稀释100倍，pH变化最小的是C（填编号）．
A、HCN　B、HClO　C、HX　D、CH₃COOH　E、H₂CO₃
③据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是BD（填编号）．
A．2CH₃COOH+Na₂CO₃═CO₂+H₂O+2CH₃COONa
B．HClO+HCO₃^-═ClO^-+CO₂+H₂O
C．CH₃COOH+NaCN═CH₃COONa+HCN
D．CO₂+H₂O+2NaX═Na₂CO₃+2HX
（4）将NaHCO₃溶液与FeCl₃溶液混合，反应的离子方程式是：Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．

Answer 1

分析 （1）pH=3的盐酸的物质的量浓度=1×10^-3 mol/L，中和相同物质的量的盐酸，碱的浓度越大，所用的碱越少，注意弱碱溶液中氢氧根离子的物质的量浓度和碱的浓度不等；
（2）根据混合溶液中氯离子的浓度结合溶度积常数计算银离子浓度，根据氢离子浓度计算溶液的pH；
（3）①弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大；
②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小；加水稀释促进弱酸电离，相同浓度的不同酸稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸的PH变化越小；
③根据强酸制取弱酸判断；
（4）铁离子与碳酸氢根离子能够发生双水解反应生成沉淀和气体．

解答 解：（1）pH=3的盐酸的物质的量浓度=1×10^-3 mol/L，①中氨水的物质的量浓度是1×10^-3 mol/L，②一水合氨是弱电解质，只有部分电离，所以②中氨水的浓度大于1×10^-3 mol/L，③中氢氧根离子的浓度是1×10^-3 mol/L．
盐酸和氢氧化钡都是强电解质，氢离子和氢氧根离子中和时是1：1的关系，氢离子和氢氧根离子的浓度相等，所以a、d的体积相等，即a=d；
②的氨水浓度大于①的浓度，中和相同物质的量的盐酸，氨水的浓度越大，使用的氨水的体积越小，所以c＜b．
盐酸和氨水反应生成的氯化铵是强酸弱碱盐，水解后使溶液呈酸性，要想使溶液呈中性，氨水的物质的量应稍微比盐酸的大些，当盐酸浓度和氨水的浓度相等时，氨水的体积b应大于盐酸的体积a，即溶液的体积a＜b．
②③中氢氧根离子的浓度相等，一水合氨是一元弱电解质，氢氧化钡是强电解质，所以氨水的浓度大于③中氢氧根离子浓度，中和相同物质的量的氢离子时，②所用的氨水的体积小于③氢氧化钡溶液的体积，即c＜d=a．
所以a、b、c、d的关系b＞a=d＞c，
故答案为：b＞a=d＞c；
（2）盐酸和硝酸银反应的物质的量之比是1：1，n（AgNO₃）=0.05L×0.018mol•L^-1=9×10^-4 mol，n（HCl）=0.05L×0.020mol•L^-1=1×10^-3 mol，n（AgNO₃）＜n（HCl），所以盐酸剩余，混合溶液中C（Cl^-）=c（HCl）=$\frac{1×1{0}^{-3}mol-9×1{0}^{-4}mol}{0.1L}$=10^-3 mol/L，c（Ag⁺）=$\frac{{K}_{sp}}{C（C{l}^{-}）}$=$\frac{1.8×1{0}^{-10}}{1×1{0}^{-3}}$=1.8×10^-7 mol/L，c（H⁺）=0.01mol/L，pH=2；
故答案为：1.8×10^-7mol/L；2；
（3）①弱酸根质量水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大，根据溶液pH知，CO₃^2-的水解程度最大，则CO₃^2-结合质子能力最强，故答案为：CO₃^2-；
②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小，根据表中数据知，酸性最强的酸是D、酸性最弱的酸是HX；加水稀释促进弱酸电离，相同浓度的不同酸稀释相同的倍数，酸的酸性越弱，酸的PH变化越小，酸性最弱的酸是HX，则pH变化最小的是HX，故选C；
③A．醋酸酸性大于碳酸，所以CH₃COOH+Na₂CO₃=NaHCO₃+CH₃COONa能发生，故不选；
B．碳酸酸性强于次氯酸，所以反应HClO+HCO₃^-═ClO^-+CO₂+H₂O不能发生，故选；
C．醋酸酸性大于氢氰酸，所以CH₃COOH+NaCN=CH₃COONa+HCN能发生，故不选；
D．HX酸性大于碳酸氢根离子，所以CO₂+H₂O+2NaX═Na₂CO₃+2HX不能发生，故选；
故答案为：BD；
（4）铁离子和碳酸氢根离子相互促进水解反应，生成沉淀和气体，水解离子反应为：Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑，故答案为：Fe³⁺+3HCO₃^-=Fe（OH）₃↓+3CO₂↑．

点评 本题考查了平衡常数，盐类水解，溶度积常数的计算，题目综合性较强，难度不大，注意把握计算公式的运用、H₂CO₃、HClO、HCO₃^-酸性强弱关系．