Question

25℃时，有关物质的电离平衡常数如下：

化学式	CH3COOH	H2CO3	H2SO3
电离平衡常数	K=1.8×10^-5	K1=4.3×10^-7 K2=5.6×10^-11	K1=1.5×10^-2 K2=1.02×10^-7

（1）三种酸由强至弱的顺序为      （用化学式表示）。

（2）常温下，0.02 mol·L^-1的CH₃COOH溶液的电离度约为      ，体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与亚硫酸溶液分别加蒸馏水稀释至1000mL，稀释后溶液的pH，前者      后者（填“＞”、“＜”或“=”）。

（3）下列离子CH₃COO^-、CO₃^2-、HSO₃^-、SO₃^2-在溶液中结合H⁺能力由大到小为      。

（4）c(NH₄⁺)相同的下列物质的溶液中，物质的量浓度最大的是      。

A．NH₄Al(SO₄)₂    B．NH₄HCO₃    C．NH₄HSO₄    D．NH₄NO₃    E．CH₃COONH₄

（5）等浓度的CH₃COONa、NaHCO₃的混合溶液中，各离子浓度关系正确的是      。

A．c(CH₃COO^-)>c(HCO₃^-)>c(OH^-)

B．c(Na⁺)+c(H⁺) = c(CH₃COO^-)+c(HCO₃^-)+c(OH^-)

C．c(OH^-)>c(HCO₃^-)>c(CH₃COO^-)

D．c(CH₃COO^-)+c(CH₃COOH) = c(HCO₃^-)+c(CO₃^2-)

Answer

（12分）（1）H2SO3>CH3COOH>H2CO3；（2）3% ； <；

（3）CO32->SO32->CH3COO->HSO3-；（4）B（5）A。

【解析】

试题分析：（1）电离平衡常数反映了弱酸电离程度的大小，电离平衡常数越大，酸的酸性就越强，根据表格数据可知三种酸由强至弱的顺序为H2SO3>CH3COOH>H2CO3；（2）CH3COOH在溶液中存在电离平衡：CH3COOH CH3COO-+H+，假设常温下，0.02 mol·L-1的CH3COOH溶液的电离度是a，则平衡时c(H+)=c(CH3COO-)=0.02a，c(CH3COOH)=0.02(1-a)，根据平衡常数的定义式可得，解得a=0.03；由于电离平衡常数：H2SO3>CH3COOH所以体积为10 mL pH=2的醋酸溶液与亚硫酸溶液分别加蒸馏水稀释至1000mL，酸越弱，稀释后溶液中c(H+)变化越小，则溶液中c(H+)越大，稀释后溶液的pH就越小，故稀释后溶液的pH，前者小于后者，（3）电离平衡常数越小，说明电离产生的离子结合H+的能力越强。由于电离平衡常数：H2SO3>CH3COOH> HSO3-> HCO3-；所以离子CH3COO-、CO32-、HSO3-、SO32-在溶液中结合H+能力由大到小为CO32->SO32->CH3COO->HSO3-；（4）A．在NH4Al(SO4)2溶液中，存在水解平衡：Al3++3H2O；Al(OH)3+3H+；NH4++H2O NH3·H2O+ H+；由于二者水解的酸碱性相同，所以Al3+水解对NH4+的水解平衡起抑制作用，使其水解程度减小；B．在NH4HCO3溶液中，存在水解平衡：NH4++H2O NH3·H2O+ H+；HCO3-+H2O H2CO3+OH-，HCO3-水解产生的OH-中和NH4+水解产生的H+，使铵根离子水解程度增大，当溶液中c(NH4+)相同时，盐的浓度c(NH4HCO3)>c[NH4Al(SO4)2]；C．在NH4HSO4溶液中盐电离：C．NH4HSO4=NH4++H++SO42-，盐电离产生的H+对铵根的水解平衡其抑制作用，使其水解程度减小，由于盐电离产生的H+浓度远大于盐水解产生的H+的浓度，因此当溶液中c(NH4+)相同时，盐的浓度c[NH4Al(SO4)2]>c(NH4HSO4)；D．在NH4NO3溶液中只有NH4+的水解平衡，因此当溶液中c(NH4+)相同时，盐的浓度c(NH4NO3) > c[NH4Al(SO4)2]；E．在CH3COONH4溶液中存在水解平衡：NH4++H2O NH3·H2O+ H+；CH3COO-+H2O CH3COOH+OH-，CH3COO-水解反应产生的OH-反应消耗铵根水解产生的H+，使铵根离子水解程度增大，当达到平衡时，若溶液中c(NH4+)相同时，盐的浓度c(CH3COONH4)>c(NH4NO3)；由于醋酸的酸性比碳酸的酸性强，所以促进铵根水解的程度CH3COO-> HCO3-，因此，当溶液中铵根离子浓度相等时，盐的浓度： c(NH4HCO3) > c(CH3COONH4)。故c(NH4+)相同的下列物质的溶液中，物质的量浓度最大是NH4HCO3，选项B正确；（5）A．等浓度的CH3COONa、NaHCO3的混合溶液中，由于酸性：CH3COOH>H2CO3，所以盐的水解程度：HCO3-> CH3COO-，而Na+不消耗，所以溶液中离子浓度关系c(Na+)>c(CH3COO-)>c(HCO3-)，盐水解消耗氢离子，产生氢氧根离子，但是盐水解的程度是微弱的，主要以盐电离产生的离子存在故溶液中的离子浓度：c(Na+)>c(CH3COO-)>c(HCO3-)>c(OH-)，选项A正确； B．根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+) = c(CH3COO-)+c(HCO3-)+c (OH-)+2c(CO32-)，选项B错误；C．盐水解产生的氢氧根离子的浓度小于盐电离产生的离子的浓度，而且离子水解程度：HCO3-> CH3COO-，所以离子浓度关系是c(CH3COO-)>c(HCO3-)>c(OH-) ，错误；D．根据物料守恒可得c(CH3COO-)+c(CH3COOH) = c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)，错误。

【考点定位】考查弱酸电离平衡常数的应用、微粒浓度大小比较的知识。

【名师点睛】对于弱酸来说，在溶液中存在电离平衡，当达到平衡时，电离产生的离子浓度的乘积与未电离的电解质分子浓度的比就是该弱电解质的电离平衡常数。电离平衡常数越大，弱酸的电离程度越大，等浓度时溶液的酸性就越强，因此可以用电离平衡常数判断弱酸的酸性强弱。根据盐的水解规律：有弱才水解，谁弱谁水解，越弱越水解可知：电离平衡常数越小的酸形成的盐的水解程度相对更大，水解产生的盐溶液的碱性越强；盐溶液中含有的该离子的浓度越小；该离子结合水电离产生的氢离子的能力越强；所以根据电离平衡常数可以判断盐溶液的pH大小、该酸电离产生的离子浓度大小。当溶液中含有的某离子浓度相等时，起促进作用的盐的浓度要大于起抑制的盐的浓度。在比较离子浓度大小时，经常要用到三个守恒关系：物料守恒、电荷守恒、质子守恒。要会应用三个守恒关系，同时结合水的离子积常数进行判断比较。