Question

水是生命的源泉、工业的血液、城市的命脉。要保护好河流，河水是重要的饮用水源，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)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，其水解的离子方程式为________，由水电离出的c(OH^-)=_______mol/L

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

(3)体积均为100mL、pH均为2的CH₃COOH溶液与一元酸HX溶液，加水稀释过程中pH与溶液体积的关系如下图所示，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。

(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	电离平衡常数(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液和CH₃COONa溶液，三种溶液的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⁺)=_____(填精确值)mol/L

Answer

CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－ 10－3 10－12 小于 pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液) NaCN＋H2O＋CO2=HCN＋NaHCO3 9.9×10－7

【解析】

（1）碳酸钠溶液中因碳酸根离子水解导致溶液显碱性，盐溶液中盐的水解促进水的电离；

（2）纯水在100℃时，pH=6，Kw=10-12，据此计算水电离出的氢氧根离子浓度；

（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱；

（4）①根据酸的电离常数进行分析判断，电离常数越大，对应盐的水解程度越小，溶液的pH越小；

②电离平衡常数越大，酸的酸性越强，根据表中数据可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3-，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN和碳酸氢钠，据此写出反应的化学方程式；

（5）溶液中的电荷守恒来分析，c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)= c(H＋)－c(OH－)。

（1）碳酸钠溶液中因碳酸根离子水解导致溶液显碱性，碳酸根水解的离子方程式为CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－，其pH=11，则c(OH-)=0.001mol/L，全部由水电离产生，故答案为：CO32—＋H2OHCO3—＋OH－、HCO3—＋H2OH2CO3＋OH－；0.001；

（2）纯水在100℃时，pH=6，Kw=10-12，该温度下1molL-1的NaOH溶液中，由水电离出的c(OH-)=c(H+)=10-12mol/L，故答案为：10-12；

（3）据图分析，加水稀释的过程中，HX的pH变化比较慢，说明HX的酸性比醋酸弱，HX的电离平衡常数比醋酸小，故答案为：小于；

（4）①根据图表数据分析，电离常数：醋酸＞HCN＞碳酸氢根离子，所以等浓度的NaCN溶液、Na2CO3溶液、CH3COONa溶液水解程度为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故溶液的pH为：Na2CO3溶液＞NaCN溶液＞CH3COONa溶液，故答案为：pH(Na2CO3溶液)＞pH(NaCN溶液)＞pH(CH3COONa溶液)；

②根据电离平衡常数大小可知酸性：H2CO3＞HCN＞HCO3-，向NaCN溶液中通入少量CO2，反应生成HCN和碳酸氢钠，不能生成二氧化碳，反应的化学方程式为：NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3，故答案为：NaCN+H2O+CO2=HCN+NaHCO3；

（5）25℃时，CH3COOH和CH3COONa的混合溶液，若测得混合液的pH=6，即c（H+）=10-6mol/L，由于水的离子积为10-14，故c(OH-)=10-8mol/L；

根据电荷守恒可知：c(CH3COO－)＋c(OH－)＝c(Na＋)＋c(H＋)，因此c(CH3COO－)－c(Na＋)= c(H＋)－c(OH－)=10-6mol/L-10-8mol/L=9.9×10-7mol/L，故答案为：9.9×10-7。