Question

水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。请回答下列问题：

（1）纯水在25 ℃时，pH＝7，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右图所示，则HX的电离常数________(填“大于”“小于”或“等于”)CH₃COOH的电离常数。理由是_______。

（4）电离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

25 ℃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____________________。

Answer

（1）10－14 （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，电离常数较小 （4）pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液)

【解析】

试题分析：（1）纯水在25 ℃时，pH＝7，则该温度下Kw=10-14，1 mol·L－1的NaOH溶液中，c(OH-)=1mol/L，则c(H+)=10-14mol/L，在碱溶液中只有水电离产生H+，根据水的电离平衡：H2OH++OH-可知由水电离出的c(OH－)与水电离产生的氢离子的浓度相等，所以c(OH－)＝10－14 mol/L。（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，是由于碳酸钠是强碱弱酸盐，在溶液中CO32-发生水解反应，消耗水电离产生的H+，促进了水的电离平衡正向移动，当最终达到平衡时，溶液中c(OH-)>c(H+)，所以溶液显碱性，其水解方程式为CO32-＋H2OHCO3-＋OH－、HCO3-＋H2OH2CO3＋OH－，pH=11,c(H+)=10-11mol/L, c(OH－)＝10－3 mol/L,由于水电离产生的氢离子与氢氧根离子的浓度相等，所以由水电离出的c(OH－)＝10－3mol·L－1。（3）对于酸溶液，在开始时溶液的pH相同，当稀释相同倍数时，哪种物质电离程度大。稀释后溶液中c(H+)变化大，溶液的pH变化大。根据图示可知HX的pH变化小，则HX的酸性比醋酸弱，因此电离平衡常数HX HCN > HCO3-，所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液和CH3COONa溶液，三溶液的pH由大到小的顺序pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液)。

【考点定位】考查弱酸的电离、盐的水解及水电离产生离子浓度的计算的知识。

【名师点睛】在任何物质的稀溶液中都存在水的电离平衡：H2OH++OH-，在酸溶液中，氢离子由酸和水共同电离产生，氢氧根离子只有水电离产生；在碱溶液中氢氧根离子由碱和水共同电离产生，氢离子只有水电离产生。溶液中水电离产生的氢离子和氢氧根离子的浓度总是相等。向溶液中加入酸、碱会抑制水的电离，水电离程度减小；向溶液中加入强酸弱碱盐或强碱弱酸盐，会反应消耗水电离产生的氢氧根离子或氢离子，破坏了水的电离平衡，使水的电离平衡正向移动，水电离产生的氢离子或氢氧根离子浓度增大。盐的水解规律是：有弱才水解，谁弱谁水解，谁强显谁性。酸的电离平衡常数越大，其电离产生的酸根离子水解程度越小，同浓度的盐溶液的碱性越弱。