Question

12．已知25℃时部分弱电解质的电离平衡常数数据如表：

弱酸化学式	HSCN	CH3COOH	HCN	H2CO3
电离平衡常数	1.3×10-1	1.7×10-5	6.2×10-10	K1=4.3×10-7 K2=5.6×10-11

（1）等物质的量浓度的 a．CH₃COONa、b．NaCN、c．Na₂CO₃、d．NaHCO₃溶液的pH由大到小的顺序为cbda（填字母）．
（2）常温下，0.1mol•L^-1的CH₃COOH 溶液加水稀释，下列表达式的数据变大的是B．
A．C（H⁺） B．C（H⁺）/C（CH₃COOH）  C．C（H⁺）•C（OH^-）
（3）25℃时，将 20mL 0.1mol•L^-1 CH₃COOH 溶液和 20mL0.1mol•L^-1HSCN溶液分别与20mL 0.1mol•L^-1NaHCO₃溶液混合，实验测得产生的气体体积（V）随时间（t）的变化如图所示：反应初始阶段两种溶液产生CO₂气体的速率存在明显差异的原因是HSCN的酸性比CH₃COOH强，其溶液中c（H⁺）较大，故其溶液与NaHCO₃溶液的反应速率快； 反应结束后所得两溶液中，（CH₃COO^-）＜c（SCN^-）（填“＞”、“＜”或“=”）
（4）25℃时，在 CH₃COOH 与 CH₃COONa 的混合溶液中，若测得 pH=6，则溶液中c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=9.9×10^-7mol•L^-1（填精确值），c（CH₃COO^-）/c（CH₃COOH）=17．
（5）用离子方程式表示Na₂CO₃溶液呈碱性的原因CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．

Answer 1

分析 （1）图表中电离平衡常数K比较得到酸性强弱：HSCN＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，铵越弱对应盐水解程度越大，溶液PH越大；
（2）CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，由于溶液的体积增大，所以c（H⁺）减小，Kw不变，则c（OH^-）增大，据此分析；
（3）由生成二氧化碳的曲线斜率可知HSCN反应较快，则可知HSCN中中c（H⁺）较大，说明HSCN酸性较强，再利用盐类水解的规律来分析离子浓度的关系；
（4）根据溶液中的电荷守恒和物料守恒来计算；25℃时，混合液pH=6，c（H⁺）=1.0×10^-6mol/L，则由Kw可知，c（OH^-）=1.0×10^-8mol/L，由电荷守恒可知，c（CH₃COO^-）-c（Na⁺）=c（H⁺）-c（OH^-），$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$；
（5）碳酸钠溶液中碳酸根离子水解溶液显碱性．

解答 解：（1）电离平衡常数K比较得到酸性强弱：HSCN＞CH₃COOH＞H₂CO₃＞HCN＞HCO₃^-，铵越弱对应盐水解程度越大，溶液PH越大，等物质的量浓度的 a．CH₃COONa、b．NaCN、c．Na₂CO₃、d．NaHCO₃溶液的pH由大到小的顺序为cbda，
故答案为：cbda；
（2）A．CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，由于溶液的体积增大的程度大，所以c（H⁺）减小，故A不选；
B．$\frac{c（{H}^{+}）}{C（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{n（{H}^{+}）}{n（C{H}_{3}COOH）}$，CH₃COOH溶液加水稀释过程，促进电离，氢离子物质的量增大，醋酸物质的量减小，则稀释过程中比值变大，故B选；
C．稀释过程，c（H⁺）减小，c（OH^-）增大，c（H⁺）•c（OH^-）=Kw，Kw只受温度影响所以不变，故C不选；
故答案为：B；
（3）由K_a（CH₃COOH）=1.8×10^-5和K_a（HSCN）=0.13可知，CH₃COOH的酸性弱于HSCN的，即在相同浓度的情况下HSCN溶液中H⁺的浓度大于CH₃COOH溶液中H⁺的浓度，浓度越大反应速率越快；又酸越弱，反应生成的相应的钠盐越易水解，即c（CH₃COO^-）＜c（SCN^-），
故答案为：HSCN的酸性比CH₃COOH强，其溶液中c（H⁺）较大，故其溶液与NaHCO₃溶液的反应速率快；＜；
（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，
$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$=$\frac{c（C{H}_{3}CO{O}^{-}）}{c（C{H}_{3}COOH）}$×$\frac{c（{H}^{+}）}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{Ka}{c（{H}^{+}）}$=$\frac{1.7×1{0}^{-5}}{1{0}^{-6}}$=17，
故答案为：9.9×10^-7； 17；
（5）碳酸钠溶液中碳酸根离子结合水电离出的氢离子促进水电离平衡正向进行，溶液显碱性，离子方程式为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-，
故答案为：CO₃^2-+H₂O?HCO₃^-+OH^-．

点评 本题考查弱电解质的电离、盐类水解的关系，为高频考点，题目以图象题的形式较好的训练学生利用信息来分析问题、解决问题的能力，注意把握题目的分析，题目度中等．