Question

水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流，河水是主要的饮用水源，污染物通过饮用水可直接毒害人体，也可通过食物链和灌溉农田间接危及健康。

请回答下列问题：

(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，该温度下1 mol·L^－1的NaOH溶液中，由水电离出的

c(OH^－)＝________ mol·L^－1。

(2)25 ℃时，向水的电离平衡体系中加入少量碳酸钠固体，得到pH为11的溶液，其水解方程式为__________，由水电离出的c(OH^－)＝__________ mol·L^－1。

(3)体积均为100 mL、pH均为2的CH₃COOH与一元酸HX，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如上图所示，则HX的电离平衡常数________(填“大于”、“小于”或“等于”)CH₃COOH的电离平衡常数。理由是__________________________________。

(4)电离平衡常数是衡量弱电解质电离程度强弱的物理量。已知：

化学式	电离常数(25 ℃)
HCN	K＝4.9×10^－^10
CH3COOH	K＝1.8×10^－^5
H2CO3	K1＝4.3×10^－^7、K2＝5.6×10^－^11

①25 ℃时，有等浓度的NaCN溶液、Na₂CO₃溶液和CH₃COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序为____________________________。

②向NaCN溶液中通入少量的CO₂，发生反应的化学方程式为__________________

(5)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^＋)＝________ mol·L^－1(填精确值)，c(CH₃COO^－)/c(CH₃COOH)＝________。

Answer

(1)10－12 (2)CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－ 10－3 (3)小于 稀释相同倍数，一元酸HX的pH变化量比CH3COOH的小，故酸性较弱，电离平衡常数较小 (4)①pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液) ②NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3 (5)9.9×10－7 18

【解析】(1)纯水在100 ℃时，pH＝6，即c(H＋)＝c(OH－)＝10－6，可知Kw＝10－12,1 mol·L－1的NaOH溶液中由水电离出的c(OH－)取决于溶液中的c(H＋)，即c水电离(OH－)＝c(H＋)＝10－12 mol·L－1。(2)碳酸钠的水解反应分步进行，以第一步为主，强碱弱酸盐溶液呈碱性，由水电离出的c(OH－)或c(H＋)取决于溶液中的c(OH－)，为10－3 mol·L－1。(3)HX的pH变化量比醋酸的小，酸性较弱，电离平衡常数较小。(4)强碱弱酸盐对应的酸的酸性越弱，其水解程度就越大，pH越大，弱酸的电离平衡常数越小。其中Na2CO3对应的是K2＝5.6×10－11，H2CO3的K1大于K(HCN)，K2小于K(HCN)，因此向NaCN溶液中通入少量的CO2，产物应是NaHCO3。(5)溶液中存在电荷守恒：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)＝c(H＋)－c(OH－)＝9.9×10－7 (mol·L－1)。通过电离平衡常数的表达式可知c(CH3COO－)/c(CH3COOH)＝K(CH3COOH)/c(H＋)＝18。