Question

14．（1）甲醇（CH₃OH）是一种重要的化工原料，广泛应用于化工生产，也可以直接用做燃料．已知：甲醇的燃烧热486为kJ•mol^-1，试写出CH₃OH（l）在氧气中完全燃烧生成CO₂和H₂O（l）的热化学方程式：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1．
（2）常温下某溶液中由水电离的c（H⁺）=10^-10 mol/L，则该溶液的pH为4或10．
（3）常温下，向V L pH=12的Ba（OH）₂溶液中逐滴加入一定浓度的NaHSO₄稀溶液，当溶液中的Ba²⁺恰好沉淀完全时，溶液pH=11．则Ba（OH）₂溶液与NaHSO₄溶液的体积比为1：4，NaHSO₄溶液的物质的量浓度为0.00125mol/L．
（4）常温下，0.5mol/L的NH₄Cl溶液的为pH=5．该溶液显酸性的原因是（用离子方程式表示）NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺．计算常温下氨水的电离平衡常数为5×10^-5mol/L．

Answer 1

分析 （1）燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，根据热化学方程式的书写方法来回答；
（2）常温下某溶液中由水电离产生的c（H⁺）=10^-10 mol/L，说明水的电离被抑制，可能是酸溶液，也可能是碱溶液；
（3）氢氧化钡和硫酸氢钠反应钡离子恰好沉淀，需要Ba（OH）₂和NaHSO₄按照物质的量1：1反应，设出硫酸氢钠溶液的体积为x，结合反应前后溶液pH变化列式计算出x，从而可知Ba（OH）₂溶液与NaHSO₄溶液的体积比；最后根据c=$\frac{n}{V}$计算出硫酸氢钠溶液的浓度；
（4）氯化铵溶液中铵根离子水解溶液显酸性；写出氨水电离方程式，计算出离子浓度，代入电离平衡常数表达式计算氨水的电离平衡常数．

解答 解：（1）甲醇的燃烧热为486kJ/mol，依据燃烧热是1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物放出的热量，反应的热化学方程式为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1，
故答案为：CH₃OH（l）+$\frac{3}{2}$O₂（g）=CO₂（g）+2H₂O（l）△H=-486kJ•mol^-1；
（2）酸或碱抑制水电离，含有弱根离子的盐促进水电离，常温下，kw=c（H⁺）×c（OH^-）=1×10^-14，纯水中c（H⁺）=1×10^-7 mol•L^-1，该溶液中由水电离产生的c（OH^-）=1×10^-10mol•L^-1＜1×10^-7 mol•L^-1，说明该溶液抑制水电离，所以该溶液可能是酸也可能是碱，如果是酸溶液，则溶液中氢离子浓度是0.0001mol/L，溶液的pH=4，如果是碱溶液，则溶液中氢原子浓度是1×10^-10 mol•L^-1，溶液的pH=10，
故答案为：4或10；
（3）VL pH=12的Ba（OH）₂溶液中c（OH^-）=10^-2mol/L，含有的氢氧根离子物质的量为V×10^-2mol=0.01Vmol，溶液中的Ba²⁺恰好完全沉淀时反应的硫酸氢钠物质的量为0.5V×10^-2mol=0.005Vmol，设硫酸氢钠溶液体积为x，依据反应Ba（OH）₂+NaHSO₄=BaSO₄↓+H₂O+NaOH，混合后溶液pH=11，反应后的溶液中氢氧根离子浓度为：c（OH^-）=10^-3mol/L，则：$\frac{0.01Vmol-0.005Vmol}{（x+V）L}$=10^-3，解得：x=4VL，则Ba（OH）₂溶液与NaHSO₄溶液的体积比为VL：4VL=1：4；该硫酸氢钠溶液的浓度为：$\frac{0.005Vmol}{4VL}$=0.00125mol/L，
故答案为：1：4；0.00125mol/L；
（4）在0.5mol/LNH₄Cl溶液中，pH=5．显酸性，是由于铵根离子水解溶液显酸性，离子方程式为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺，氨水为弱碱，一水合氨在溶液中部分电离出氢氧根离子，其电离方程式为：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-；故c（NH₃•H₂O）=c（H⁺）=1×10^-5mol/L，则c（OH^-）=$\frac{{K}_{W}}{C（{H}^{+}）}$=$\frac{1{0}^{-14}}{1{0}^{-5}}$=10^-9mol/L，c（NH₄⁺）=0.5mol/L-1×10^-5mol/L≈0.5mol/L，氨水的电离方程式为：NH₃•H₂O?NH₄⁺+OH^-电离平衡常数K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{C（N{{H}_{4}}^{+}）•C（O{H}^{-}）}{C（N{H}_{3}•{H}_{2}O）}$，
把以上数据代入平衡常数表达式：K_b（NH₃•H₂O）=$\frac{0.5mol/L×1{0}^{-9}mol/L}{1{0}^{-5}mol/L}$=5×10^-5mol/L，
故答案为：NH₄⁺+H₂O?NH₃•H₂O+H⁺；5×10^-5mol/L．

点评 本题考查了热化学方程式的书写方法、pH的计算、盐类的水解、电离平衡常数的计算知识，属于综合知识的考查，题目难度中等，明确溶液中氢氧根离子浓度和溶质浓度的关系是解题关键，注意掌握溶液酸碱性与溶液pH的关系及计算方法．