Question

依据题目要求回答下列问题。

(1)常温下，浓度均为0.1 mol/L的下列六种溶液的pH如表所示。

溶质	CH3COONa	NaHCO3	Na2CO3	NaClO	NaCN	C6H5ONa
pH	8.8	9.7	11.6	10.3	11.1	11.3

①上述盐溶液中的阴离子结合H⁺能力最强的是________。

②根据表中数据，浓度均为0.01 mol/L的下列五种物质的溶液中，酸性最强的是________(填字母编号，下同)；将各溶液分别稀释100倍，pH变化最小的是________。

a. HCN     b.HClO   c. C₆H₅OH    d. CH₃COOH    e. H₂CO₃

③下列关于NaHCO₃饱和溶液的表述，正确的是________

A. c(Na⁺)=c(HCO₃^-)+c(CO₃^2-)+c(H₂CO₃)

B. c(Na⁺)+c(H⁺)=c(HCO₃^-)+c(OH^-)

C.HCO₃^-的电离程度大于HCO₃^-的水解程度

④根据上表数据，请你判断下列反应不能成立的是________。

a. CH₃COOH+Na₂CO₃=NaHCO₃+CH₃COONa

b. CH₃COOH+NaCN=CH₃COONa+HCN

c. CO₂+H₂O+NaClO=NaHCO₃+HClO

d. CO₂+H₂O+2C₆H₅ONa=Na₂CO₃+2C₆H₅OH

⑤要增大氯水中的浓度，可向氯水中加入少量的碳酸氢钠溶液，写出Cl₂与HCO₃^-反应的离子方程式为________。

(2)依据表中数据计算CH₃COOH的电离常数Ka=________(已知10^0.4=2.5，用科学计数法表示)

Answer

CO32- d c A d Cl2+HCO3-=CO2+Cl-+HClO 2.5×10-5

【解析】

(1)①弱酸根离子水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大；

②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小；加水稀释促进弱酸电离，相同浓度的不同酸稀释相同的倍数，弱酸的酸性越弱，该酸的pH变化越小；

③根据物料守恒、电荷守恒、质子守恒，根据NaHCO3溶液的pH分析判断；

④据强酸制取弱酸的原理分析判断；

⑤HClO和碳酸氢钠不反应，盐酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳；

(2)根据电离平衡常数的定义式及电离平衡常数与盐水解常数关系分析。

(1)①弱酸的酸性越弱，弱酸根离子水解程度越大，相同浓度的钠盐溶液的pH越大，则酸根离子结合质子能力越大，根据溶液pH知，CO32-的水解程度最大，则CO32-结合质子能力最强；

②酸的酸性越强，酸的电离程度越大，其酸根离子水解程度越小，相同浓度的钠盐溶液的pH越小，根据表中数据知，酸性最强的酸是CH3COOH，合理选项是d；

弱酸在溶液中存在电离平衡，加水稀释电离平衡正向移动，促进弱酸电离。相同浓度的不同弱酸稀释相同的倍数，弱酸的酸性越弱，该酸的pH变化越小，在上述几种弱酸中，酸性最弱的酸是C6H5OH，则稀释相同倍数时溶液pH变化最小的是C6H5OH，故合理选项是c；

③A.根据物料守恒可得c(Na+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3)，A正确；

B.根据电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-)，B错误；

C. HCO3-是弱酸的酸式酸根离子，在溶液中存在电离平衡：HCO3-CO32-+H+，电离产生H+，使溶液显酸性；也存在水解作用：HCO3-+H2OH2CO3+OH-，水解存在OH-，使溶液显碱性，由0.1 mol/L NaHCO3的pH=9.7，溶液显碱性，说明HCO3-的水解程度大于其电离程度，C错误；

故合理选项是A；

④据各种酸对应钠盐的pH可知，溶液的酸性：CH3COOH>H2CO3>HClO>HCN>C6H5OH>HCO3-。

a.由于醋酸的酸性比碳酸强，所以反应CH3COOH+Na2CO3=NaHCO3+CH3COONa可以发生，a不符合题意；

b.由于酸性醋酸的比HCN强，所以CH3COOH+NaCN=CH3COONa+HCN可以发生；b不符合题意；

c.由于酸性：H2CO3>HClO>HCO3-，所以可以发生反应：CO2+H2O+NaClO=NaHCO3+HClO，c正确；

d.由于酸性：H2CO3>C6H5OH>HCO3-，所以CO2气体通入C6H5ONa溶液中，会发生反应：碳酸的比HClO强，所以碳酸的酸性比苯酚强，苯酚的酸性比HCO3-强，所以CO2+H2O+C6H5ONa=NaHCO3+C6H5OH可发生，而CO2+H2O+2C6H5ONa=Na2CO3+2C6H5OH不能发生，d错误，

故合理选项是d；

⑤在氯水中存在化学平衡：Cl2+H2OHCl+HClO，由于酸性HCl>H2CO3>HClO>HCO3-，所以HClO和NaHCO3不反应，盐酸和碳酸氢钠反应生成二氧化碳，所以导致氯水中HClO浓度增大，离子方程式为Cl2+HCO3-+H2O=CO2↑+Cl-+HClO；

(2)CH3COONa在溶液中存在水解平衡：CH3COO-+H2OCH3COOH+OH-，0.1 mol/L CH3COONa溶液pH=8.8，c(H+)=10-8.8，则由于室温下水的离子积常数Kw=10-14，c(OH-)==10-5.2，根据水解平衡可知水解产生的CH3COOH、OH-浓度相等，水解平衡常数Kh==10-9.4；由于水解平衡常数与相应弱酸的电离平衡常数关系为Ka·Kh=Kw，所以在该温度下CH3COOH的电离平衡常数Ka==10-4.6=10-5+0.4=100.4×10-5=2.5×10-5。