Question

9．运用化学反应原理研究卤族元素的性质具有重要意义．
（1）下列关于氯水的叙述正确的是aef（填写符号）．
a．氯水中存在两种电离平衡
b．向氯水中通入SO₂，其漂白性增强
c．向氯水中通入氯气，c（H⁺）/c（ClO^-）减小
d．加水稀释氯水，溶液中的所有离子浓度均减小
e．加水稀释氯水，水的电离平衡向正反应方向移动
f．向氯水中加入少量固体NaOH，可能有c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）
（2）常温下，已知25℃时有关弱酸的电离平衡离数：

弱酸化学式	HClO	H2CO3
电离平衡常数	4.7×10-8	K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11

写出84消毒液露置在空气中发生反应的离子方程式ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-2HClO $\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H⁺+2Cl^-+O₂↑．
（3）电解饱和食盐水可得到溶质为M的碱溶液，常温下将浓度为c₁的M溶液与0.1mol•L^-1的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH=7，则c₁≤ 0.1mol•L^-1（填“≥”、“≤”或“=”），溶液中离子浓度的大小关系为c（Na⁺）=c（A^-）＞c（OH^-）=c（H⁺）．若将上述“0.1mol•L^-1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”，所得溶液的pH仍为7，则c₁≥0.1mol•L^-1．
（4）牙釉质对牙齿起着保护作用，其主要成分为羟基磷灰石（Ca₅（PO₄）₃OH），研究证实氟磷灰石（Ca₅（PO₄）₃F）比它更能抵抗酸的侵蚀，故含氟牙膏已使全世界千百万人较少龋齿，请写出羟基磷灰石的溶度积常数表达式K_sp=c⁵（Ca²⁺）c³（PO₄^3-）c（OH^-），氟离子与之反应转化的离子方程式为Ca₅（PO₄）₃OH+F^-═Ca₅（PO₄）₃F+OH^-．

Answer 1

分析 （1）氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种电离平衡；向氯水中通入SO₂，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱；当氯水饱和时再通氯气，c（H⁺）/c（ClO^-）不变，若氯水不饱和再通氯气酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大；加水稀释氯水，溶液中的OH^-浓度增大；加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动；向氯水中加入少量固体NaOH，当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-）；
（2）由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠；
（3）电解NaCl的饱和水溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，若将浓度为c₁ mol•L^-1 的NaOH溶液与0.1mol?L^-1 的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH=7，HA可能为强酸，也可能为弱酸，若将上述“0.1mol•L^-1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”，所得溶液的pH仍为7，若为强酸c=0.1mol/L，若为弱酸c≥0.1mol/L，
（4）Ca₅（PO₄）₃OH存在的沉淀溶解平衡为：Ca₅（PO₄）₃OH?5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-，溶度积常数Ksp等于其电离出离子浓度幂次方乘积，由题意可知，反应离子方程式为：Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-．

解答 解：（1）a．氯水中存在次氯酸的电离和水的电离两种电离平衡，故a正确；
b．向氯水中通入SO₂，二者反应生成硫酸和盐酸，其漂白性减弱，故b错误；
c．当氯水饱和时再通氯气，c（H⁺）/c（ClO^-）不变，若氯水不饱和再通氯气酸性增强会抑制次氯酸的电离，故比值增大，故c错误；
d．加水稀释氯水，溶液中的OH^-浓度增大，故d错误；
e．加水稀释氯水，酸性减弱，对水的电离抑制作用减弱，故水的电离平衡向正反应方向移动，故e正确；
f．向氯水中加入少量固体NaOH，当溶液呈中性时，根据电荷守恒可推导出：c（Na⁺）=c（Cl^-）+c（ClO^-），故f正确；
故答案为：aef；
（2）由于次氯酸的酸性介于碳酸的两级电离常数之间，因此84消毒液露置在空气中与二氧化碳反应只能生成碳酸氢钠，
离子方程式为：ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-，生成的HClO不稳定，见光分解：2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H⁺+2Cl^-+O₂↑，
故答案为：ClO^-+CO₂+H₂O═HClO+HCO₃^-；2HClO$\frac{\underline{\;光照\;}}{\;}$2H⁺+2Cl^-+O₂↑；
（3）电解NaCl的饱和水溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠，该反应的离子方程式：2Cl^-+2H₂O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$H₂↑+Cl₂↑+2OH^-；
若将浓度为c₁ mol•L^-1 的NaOH溶液与0.1mol?L^-1 的一元酸HA等体积混合，所得溶液pH=7，HA可能为强酸，也可能为弱酸，故c₁≤0.1，溶液中c（OH^-）=c（H⁺），由电荷守恒可知c（Na⁺）=c（A^-），溶液中离子浓度大小为：c（Na⁺）=c（A^-）＞c（OH^-）=c（H⁺），若将上述“0.1mol•L^-1的一元酸HA”改为“pH=1的一元酸HA”，所得溶液的pH仍为7，若为强酸c=0.1mol/L，若为弱酸c≥0.1mol/L，
故答案为：≤；c（Na⁺）=c（A^-）＞c（OH^-）=c（H⁺）；≥；
（4）Ca₅（PO₄）₃OH存在的沉淀溶解平衡为：Ca₅（PO₄）₃OH?5Ca²⁺+3PO₄^3-+OH^-，溶度积常数Ksp=c⁵（Ca²⁺）c³（PO₄^3-）c（OH^-），由题意可知，反应离子方程式为：Ca₅（PO₄）₃OH+F^-=Ca₅（PO₄）₃F+OH^-，
故答案为：c⁵（Ca²⁺）c³（PO₄^3-）c（OH^-）；Ca₅（PO₄）₃OH+F^-═Ca₅（PO₄）₃F+OH^-．

点评 本题考查了弱电解质电离平衡、电解原理应用、溶度积常数的表达式、氯气性质等知识点，掌握基础是解题关键，题目难度中等．