Question

已知醋酸和盐酸是日常生活中极为常见的酸，在一定条件下,CH₃COOH溶液中存在电离平衡：CH₃COOHCH₃COO^－+H⁺  ΔH＞0。

(1)常温下，在 pH =5的稀醋酸溶液中，c(CH₃COO^－)＝____________(列式，不必化简)；下列方法中，可以使0.10 mol·L^－1 CH₃COOH的电离程度增大的是______?

a．加入少量0.10 mol·L^－1的稀盐酸        b．加热CH₃COOH溶液

c．加水稀释至0.010 mol·L^－1             d．加入少量冰醋酸

e．加入少量氯化钠固体                 f．加入少量0.10 mol·L^－1的NaOH溶液

(2)将等质量的锌投入等体积且pH均等于3的醋酸和盐酸溶液中，经过充分反应后，发现只在一种溶液中有锌粉剩余，则生成氢气的体积：V(盐酸)_________V(醋酸)，反应的最初速率为：v(盐酸)_________v(醋酸)。(填写“＞”、“＜”或“＝”)

(3)常温下，向体积为V_a mL，pH为3的醋酸溶液中滴加pH=11的NaOH溶液V_b mL至溶液恰好呈中性，则V_a与V_b的关系是：__________________。

(4)常温下，将0.1 mol/L盐酸和0.1 mol/L醋酸钠溶液混合，所得溶液为中性，则混合溶液中各离子的浓度按由大到小排序为_______________________________。

(5)已知：90℃时，水的离子积常数为K_w = 3.8×10^－13，在此温度下，将pH=3的盐酸和pH = 11的氢氧化钠溶液等体积混合，则混合溶液中的c(H⁺)=______________(保留三位有效数字)mol/L。

 

Answer 1

【答案】

(1)(10^－5－10^－9)mol/L(1分)；  bcf(3分) 

(2)< (1分)   =(1分)    (3) V_a< V_b(1分) 

(4) c(Na⁺)>c(CH₃COO^－)>c(Cl^－)>c(H⁺)=c(OH^－)(2分)   (5)2.05×10^－11(2分)

【解析】

试题分析：（1）常温下，在 pH ＝5的稀醋酸溶液中氢离子浓度是1×10^－5mol/L，则溶液中OH^－的浓度是1×10^－9mol/L，因此根据电荷守恒可知c(CH₃COO^－)＝c(H⁺)－c(OH^－)＝(10^－5－10^－9)mol/L。电离是吸热的，所以根据醋酸的电离方程式可知加热、加水稀释或加入碱性物质均能使电离平衡向右移动，故答案为bcf。

（2）醋酸是弱酸，在pH相等的条件下，醋酸的浓度大于盐酸的浓度，所以醋酸产生的氢气体积较大；开始时，醋酸和盐酸的pH均等于3，即开始时氢离子的浓度相等，所以开始时的速率相等。

（3）醋酸溶液是弱酸，pH为3的醋酸溶液中，醋酸的浓度大于10^-3mol/L，pH＝11的NaOH溶液浓度等于10^-3mol/L，最后溶液恰好呈中性，说明碱过量，所以Vb＞Va。

（4）溶液恰好呈中性，氢离子和氢氧根的浓度一定相等，根据电荷守恒c（Na⁺）+c（H⁺）＝c（OH^-）+c（CH₃COO^-）＋c(Cl^－)，所以反应后醋酸钠是过量的，因此混合溶液中各离子的浓度按由大到小排序为c(Na⁺)>c(CH₃COO^－)>c(Cl^－)>c(H⁺)＝c(OH^－)。

（5）pH=3的盐酸中c（H⁺）＝10^-3mol/L，pH=11的氢氧化钠溶液中c（OH^-）＝＝38×10^-3mol/L，混合后发生反应H⁺+OH^-＝H₂O，所以碱剩余。则反应后剩余的氢氧根的浓度为c（OH^-）＝＝0.0185mol/L，所以c（H⁺）＝≈2.05×10^-11（mol/L）。

考点：考查外界条件对电离平衡的影响、溶液酸碱性的判断以及溶液中离子浓度计算和离子浓度的大小比较

点评：该题是高考中的常见题型，属于中等难度的试题。试题贴近高考，针对性强，在注重对学生基础知识巩固与训练的同时，侧重对学生能力的培养与解题方法的指导和训练，旨在考查学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。该题的关键是利用好几种守恒关系，即电荷守恒、物料守恒以及质子守恒。