Question

电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡，请回答下列问题。

（1）已知部分弱酸的电离常数如下表：

弱酸	CH3COOH	HCN	H2CO3
电离常数(25℃)	Ka=1.8×10^-5	Ka=4.3×l0^-10	Ka1=5.0×l0^-7 Ka2=5.6×l0^-11

①0.1moI/LNaCN溶液和0.1mol/LNaHCO₃溶液中，c(CN^-)__c(HCO₃^-)(填“>”、“<”或“=”)。

②常温下，物质的量浓度相同的三种溶液：A．CH₃COONa；B．NaCN；C．Na₂CO₃，其pH由大到小的顺序是___(填编号)。

③将少量CO₂通入NaCN溶液，反应的离子方程式是__。

④室温下，－定浓度的CH₃COONa溶液pH=9，用离子方程式表示溶液呈碱性的原因是__，溶液中=__。（写出准确数值）

（2）某温度下，pH=3的盐酸中c(OH^-）=10^-9mol/L。该温度下，pH=2的H₂SO₄与pH=11的NaOH混合后pH变为9，则硫酸与氢氧化钠的体积比为__。

（3）室温下，用0.100mol/L盐酸溶液滴定20.00mL0.l00mol/L的某氨水溶液，滴定曲线如图所示（横坐标为盐酸的体积）。

①d点所示的溶液中离子浓度由大到小的顺序依次为__。

②b点所示的溶液中c(NH₄⁺)－c(NH₃·H₂O)=___。

（4）已知K_sp(BaSO₄)=1.1×10^-10，其溶解度为___g。（保留2位有效数字）

（5）室温下，已知K_sp(Fe(OH)₃)=1×10^-38，当Fe³⁺完全沉淀时，其溶液的pH=___。

Answer

< CBA CN-+CO2+H2O=HCN+HCO3- CH3COO-+H2OCH3COOH+OH- l.8×104 9:1 c(C1-)>c(NH4+)>c(H+)>c(OH-) 2c(H+)－2c(OH-) 2.4×10-4 3

【解析】

（1）①Ka（HCN）、Ka（H2CO3）越大，其电离程度越大，其对应的酸根离子水解程度越小，则钠盐溶液中该酸根离子浓度越大；

②Ka（CH3COOH）、Ka（HCN）、Ka2（H2CO3）越大，其对应的酸根离子水解程度越小，相同pH的钠盐溶液的浓度越大；

③根据表中数据可知，Ka1（H2CO3）＞Ka（HCN）＞Ka2（H2CO3），电离平衡常数越大酸性越强，强酸能和弱酸盐反应生成弱酸；

④CH3COONa溶液显碱性的原因是CH3COO－反生水解反应，Ka（CH3COOH）= ，根据电离平衡常数及c（H＋）可求算；

（2）某温度下，pH=3的盐酸中c(OH-）=10-9mol·L－1，溶液中离子积常数Kw=10-3mol·L－1×10-9 mol·L－1=10-12，该温度下，pH=2的H2SO4与pH=11的NaOH混合后PH变为9，溶液显碱性，列式计算剩余氢氧根离子浓度得到溶液体积比；

（3）①d点时加入盐酸20mL，恰好生成氯化铵，铵根离子水解导致溶液呈酸性，但是其水解程度较小；

②b点时，加入的盐酸体积为氨水的一半，所以溶液的成分可以看成，氯化铵和氨水的混合物，依据氨水的电离和氯化铵的水解程度大小可知c（NH3·H2O）-c（NH4＋）。

（4）c（BaSO4）=c（SO42－）= ，结合溶解度定义计算；

（5）依据Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3＋）．c3（OH－）=1.0×10-38 计算氢氧根离子浓度，结合离子积常数计算氢离子浓度计算pH；

（1）①由于Ka（HCN）＜Ka（H2CO3），可知HCN的酸性比H2CO3酸性弱，依据越弱越水解规律，0.1 moI·L－1 NaCN溶液中，CN－的水解能力大于0.1mol·L－1 NaHCO3溶液中HCO3－的水解能力，则c（CN－）＜ c（HCO3－）；

故答案为：＜；

②由于Ka（CH3COOH）＞Ka（HCN）＞Ka2（H2CO3），依据越弱越水解规律可知，等物质的量浓度的CH3COONa、NaCN、Na2CO3，溶液的水解能力CO32－＞CN－＞CH3COO－，此时溶液pH由大到小的顺序为：Na2CO3 、NaCN、CH3COONa；即C＞B＞A；

故答案为：C＞B＞A；

③根据表中数据可知，Ka1（H2CO3）＞Ka（HCN）＞Ka2（H2CO3），依据强酸制弱酸得的反应规律，将少量CO2通入NaCN溶液，反应的离子方程式为：CN－+CO2+H2O=HCN+HCO3－；

本题答案为：CN－+CO2+H2O=HCN+HCO3－；

④CH3COONa溶液显碱性的原因是，CH3COO－反生水解反应，水解的离子方程式为：CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－；在溶液中CH3COOH的电离平衡常数Ka（CH3COOH）==1.8×10-5，pH=9，c（H＋）=10-9 mol·L－1，所以=1.8×10-4；

本题答案为：CH3COO－+H2OCH3COOH+OH－；1.8×10-4；

（2）某温度下，pH=3的盐酸中c(OH-）=10-9 mol·L－1，溶液中离子积常数Kw=10-3mol·L－1×10-9 mol·L－1=10-12，该温度下，pH=2的H2SO4与pH=11的NaOH混合后pH变为9，溶液显碱性，列式计算剩余氢氧根离子浓度得到溶液体积比， = ，V酸：V碱=9：1，

故答案为：9：1；

（3）①d点时加入盐酸20mL，两溶液恰好生成氯化铵，由于铵离子水解显酸性，即c（H＋）＞c（OH－），又由电荷守恒可知c（Cl－）＞c（ NH4＋），所以溶液中离子浓度由大到小的顺序依次为：c（Cl－）＞c（NH4＋）＞c（H＋）＞c（OH－）；

本题答案为：c（Cl－）＞c（NH4＋）＞c（H＋）＞c（OH－）；

②b点时，所加盐酸体积为10mL，此时溶液为等浓度的氯化铵和氨水的混合物，由于一水合氨的电离程度大于氯化铵的水解程度，溶液显碱性，溶液中的电荷守恒：c（NH4＋）+c（H＋）=c（Cl－）+c（OH－）、物料守恒：2c（Cl－）=c（NH4＋）+c（NH3·H2O），可以推知c（NH3·H2O）-c（NH4＋）=2 c（H＋）-2c（OH－）；

故答案为：2 c（H＋）-2c（OH－）。

（4）根据BaSO4溶液中存在的沉淀溶解平衡BaSO4（s）Ba2＋（aq）+SO42－（aq）可知，Ksp（BaSO4）=c（Ba2＋）·c（SO42－），且c（Ba2＋）=c（SO42－），所以溶液中c（BaSO4）=c（SO42－）= =1.05×10-5mol·L-1，100g水中含BaSO4为1.05×10-5mol·L-1×0.1L×233g·mol－1= 2.4×10-4g；

故答案为：2.4×10-4g；

（5）Ksp[Fe（OH）3]=c（Fe3＋）．c3（OH－）=1.0×10-38 当溶液中的Fe3＋完全沉淀，此时溶液中的Fe3＋物质的量的浓度=10-5mol·L－1，c（Fe3＋）．c3（OH－）=1.0×10-38；c3（OH－）=10-33，c（OH－）=10-11mol·L－1，c（H＋）=10-3mol·L－1，pH=3；故答案为：3。