题目内容

I.现有常温下甲、乙两种溶液.已知甲为100mL 0.1mol?L-1的Na2CO3溶液,乙为100mL 0.1mol?L-1的NaHCO3溶液.请回答下列问题:
(1)溶液甲中离子浓度由大到小关系是
 
.
(2)溶液乙中c(CO32-)
 
c(H2CO3).(填“<”、“>”、“=”)
(3)甲、乙溶液中阴离子的物质的量浓度之和的大小关系:溶液甲
 
溶液乙.(填“<”、“>”、“=”)
II.在恒定电流的情况下,将含0.1molNaCl和0.1molCuSO4的混合溶液500mL.进行电解,2min后阴极开始产生气体,5min时停止电解,此时两极产生的气体体积理论上相同.
(1)请在图中画出阴阳两极产生气体的体积(已换成标准状况下的体积)与时间的关系.
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(2)电解结束时消耗水的质量为
 
g;将溶液稀释为1000mL后,所得溶液的pH为
 
.
分析:I.(1)Na2CO3溶液中碳酸根离子水解显碱性,第一步水解大于第二步水解;
(2)NaHCO3溶液中,显碱性,HCO3-的水解大于其电离;
(3)Na2CO3溶液中CO32-的水解大于乙中HCO3-的水解;
II.溶液中阴阳离子的放电顺序分别为:阳离子放电顺序Cu2+>H+>Na+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-,
阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑、4OH--4e-═O2↑+H2O,阴极发生Cu2++2e-═Cu、2H++2e-═H2↑,当氢离子放电实质为电解水,电解后溶液中硫酸与NaOH的物质的量相同,氢离子过量,以此计算.
解答:解:I.(1)Na2CO3溶液中碳酸根离子水解显碱性,第一步水解大于第二步水解,则离子浓度大小为c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+),
故答案为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+);
(2)NaHCO3溶液中,显碱性,HCO3-的水解大于其电离,水解生成碳酸,则c(CO32-)<c(H2CO3)故答案为:<;
(3)Na2CO3溶液中CO32-的水解大于乙中HCO3-的水解,则甲中阴离子浓度之和大,所以甲>乙,故答案为:>;
II.溶液中阴阳离子的放电顺序分别为:阳离子放电顺序Cu2+>H+>Na+,阴离子放电顺序为Cl->OH->SO42-,
2min之前,阳极发生2Cl--2e-═Cl2↑,
              0.1mol 0.1  0.05
     阴极发生Cu2++2e-═Cu
            0.05  0.1
2min~5min,
阳极发生4OH--4e-═O2↑+H2O
            4x   x
阴极发生Cu2++2e-═Cu
      0.05  0.1
      2H++2e-═H2↑
       4x-0.1  2x-0.05,
两极产生的气体体积理论上相同,则0.05+x=2x-0.05,解得x=0.1,即两极各收集0.15mol气体,
如图精英家教网,故答案为:精英家教网;
(2)当氢离子放电实质为电解水,由2H2O
 电解 
.
 
O2↑+2H2↑~4e-,
共生成0.1mol氧气,则消耗水为0.2mol,其质量为0.2mol×18g/mol=3.6g,
电解后有0.1molNaHSO4,稀释至1000mL,则c(H+)=
0.1mol
1L
=0.1mol/L,所以pH=1,故答案为:3.6;1.
点评:本题考查离子浓度大小的比较及电解原理,明确盐类水解及水解趋势的大小、电解中离子的放电顺序及电极反应为解答的关键,题目难度较大,(2)中计算为解答的难点.
练习册系列答案
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(13分)现有浓度为0.1 mol?L-1的五种电解质溶液: ① Na2CO3   ② NaHCO3    ③ NaAlO2   ④ CH3COONa  ⑤ NaOH

已知:CO2+3H2O+2AlO2-===2Al(OH)3↓+CO32-

(1)这五种溶液的pH由小到大的顺序是___              ___(填编号);

(2)将五种溶液稀释相同的倍数时,其pH变化最大的是____    __(填编号);

(3)混合碳酸(H2CO3)溶液和NaAlO2溶液,试写出可能发生的化学反应方程式:

                                                                              ;

(4)常温下,将某一元酸HA和NaOH溶液等体积混合,两种溶液的浓度和混合后所得溶液的pH如下表:

 

实验编号

HA物质的量浓度(mol/L)

NaOH物质的量浓度(mol/L)

混合溶液的pH

甲

0.20

0.20

pH=a

乙

0.10

0.10

pH=8.00

 

不考虑乙组的实验结果,单从甲组情况分析,如何用a(混合溶液的pH)来说明HA是强酸还是弱酸                           ;

乙组实验所得混合溶液中由水电离出的c (OH-)=              mol/L。

求出该混合溶液中下列算式的值,要求写出推理、计算过程。

I.c (Na+)-c (A-):                                                                              ;

Ⅱ.c (OH-)-c (HA):                                                                             。

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